窄间隙焊接钨极动态运动轨迹多自由度控制

在厚壁管、压力容器及电站锅炉的窄间隙全位置焊接中 ,钨极运动轨迹是动态的。根据窄间隙全位置焊接工艺要求 ,从钨极运动轨迹角度 ,提出了钨极运动轨迹综合控制方案 ,通过对钨极柔性接触引弧轨迹上的各参数作用机理研究 ,提出钨极柔性接触引弧控制方法 ;根据钨极摆动轨迹分析 ,提出基值电压控制弧长和基、峰值电压值分别控制弧长两种方案 ;为避免在窄间隙U形坡口两侧壁出现”爬弧现象” ,设计了焊缝横向运动轨迹计算机控制自动跟踪系统 ;根据全位置焊接重力对钨极纵向运动轨迹影响特点 。

基于被动视觉的方波交流GTAW机器人焊缝跟踪

阐述了目前"示教-再现"机器人的局限性,为解决这一问题,提出了基于被动视觉实时焊缝跟踪技术。同时,设计了一个双层结构滤光系统的传感器,给出了提取焊枪与焊缝偏差的图像处理方法,利用大量试验数据构造了焊缝跟踪控制器。在火箭贮箱产品上的试验,证明了该技术的可行性。

基于钨极倒影的GTAW三维焊缝位置检测

为了同时实现钨极惰性气体保护焊(GTAW)中弧长控制和焊缝跟踪,文中提出一种基于钨极倒影的焊缝位置检测新方法.该方法将所研制的视觉传感器固接于焊枪上,从侧前方观测熔池,拍摄得到的图像包含有钨极前端、熔池前部、焊缝棱边以及钨极在熔池中所成的像等元素.通过所提出的基于实际钨极中心线约束的弧长算法和基于熔池水平约束的钨极左右偏差算法,计算得到焊缝相对钨极的三维位置,以此为控制量可以实现三维精密焊缝跟踪.结果表明,该方法是有效的,检测精度达到±0.1mm,满足精密焊接应用要求.

多输入多输出GTAW焊接过程的迭代学习控制

相同工件进行批量焊接时,焊接轨迹相同,因此焊接过程具有极高的重复性。针对焊接过程的重复性,基于迭代学习控制算法研究GTAW焊接在两输入两输出时的跟踪控制问题。根据GTAW焊接的动态特性模型,设计了焊接过程控制的迭代学习控制算法,并分析了算法的收敛性。仿真结果表明:迭代学习控制可以有效利用焊接过程中的重复信息,经过80次的迭代学习后,焊接系统实际输出可以较好地达到期望轨迹,实现有限区间内的高精度跟踪控制,验证了方法的有效性。与传统PID控制相比,ILC控制器可以获得较好的控制效果。

基于DSP的弧压采集与弧长跟踪控制系统的设计与研究

设计了一套适用于TIG焊多种电弧类型的弧长跟踪控制系统,该系统以TMS320F28335作为主控芯片。通过DSP的ADC功能模块,采集焊接过程中电焊机输出端电压信号,经过硬件电路及软件算法进行数据多级滤波处理。通过DSP的eQEP功能模块与XC3S250E配合完成电机位置、方向和速度的闭环控制。通过DSP的SCI功能模块与PLC实现信息交互,最终实现弧长跟踪及高效焊接控制。通过多种TIG焊试验验证,弧长跟踪及控制效果良好,达到预期的焊接效果。