基于MATLAB的球管相贯空间曲线焊缝的数学模型

核电压力容器的焊接中,球面与圆管相贯复杂空间曲线焊缝的自动化焊接是焊接领域的难题,构建该相贯线焊缝的数学模型是研究其焊接问题的前提条件.研究结合球管相贯焊缝的实际情况采用MATLAB软件建立了球管相贯线焊缝的数学模型,将实际空间相贯线简化为平面曲线;考虑壁厚影响,通过增加球径和管径两个方向上的修正量△D和△d,对J形坡口焊缝模型作出修正.结果表明,通过MATLAB软件编程产生的可独立运行的图形用户界面GUI能够完成模型绘图、数据输出等功能,从而为该形状焊缝的机器人焊接与控制提供理论依据.

基于B样条空间等距线的机器人轨迹优化算法

针对J形坡口焊接机器人轨迹示教中理论轨迹与实际轨迹偏差较大的问题,利用实际轨迹的空间等距线逼近下一道焊接轨迹,并设计了相贯线轨迹等距线的B样条逼近算法.算法主要包括:基于等曲线弧长准则对原B样条曲线取样;利用向心算法计算取样点的等距点;计算插值于该等距点的3次B样条曲线;在给定的全局误差限内去除多余控制顶点.试验结果表明:等距点的向心算法可以有效解决相贯线曲线局部修改后主法向量发散的问题;全局插值方法可以保留原曲线修改特征;全局误差限下去除多余控制顶点可以减少B样条曲线控制顶点数目.

基于空间等距线的焊接机器人轨迹优化

针对球管相贯焊缝焊接机器人多道多层焊接中示教时间过长的问题,开展了等距线法机器人焊接轨迹规划的研究,提出了一种基于B样条空间等距线的轨迹优化方法.在机器人轨迹规划中,将前一道机器人焊接时局部修改过的轨迹投影到理论轨迹的拟合平面,将拟合平面上计算得到的投影曲线法向量作为求解下一道等距线轨迹的实际轨迹法向量;在指定端点切矢条件下,利用最小二乘法生成B样条曲线以逼近等距线,利用等距线生成机器人运动轨迹,从而有效地减少示教时间.结果表明,利用该方法得到的机器人焊接轨迹能够满足球管相贯焊缝焊接要求.

基于支持向量机的J型坡口接头相贯线检测

针对核电压力容器中J型坡口焊缝的自动化焊接,应用图像处理技术,结合支持向量机(SVM)分类器,研究了核电压力容器封头与圆管相贯线检测算法.以颜色矩特征和灰度共生矩阵特征组合作为特征向量,利用SVM对图像进行分类,结合滑块机制和投票机制可以生成相贯线区域高亮的二值图像,利用二次曲线对二值图像中最大轮廓进行拟合,获取相贯线的准确位置.结果表明:算法具有较高的鲁棒性和实时性,SVM分类器准确率达到95.6%,每幅图像处理时间在170ms以内.