船舱流水孔焊接机器人系统设计

在船舶制造过程中,船舱底部存在不连续的流水孔焊缝,现有焊接机器人无法完成流水扎焊缝的白动识别和跟踪焊接。设计开发了一款结构紧凑、质量轻、便于提携的自主移动机器人。介绍了机器人的硬件结构,着重介绍了流水孔焊接机器人激光视觉传感器的设计,验证了该激光视觉传感器的效果。对设计出的焊接机器人进行了试验验证,该机器人能够完成流水孔焊缝的自动识别和跟踪焊接,效果良好。

基于EtherCAT协议的机器人激光焊接系统研究

针对大部分高功率光纤激光器只具备连续出光模式,而工业机器人本身不能提供脉冲指令的问题,提出了基于Ether CAT协议的机器人激光焊接系统集成解决方案。依据机器人控制系统的特点,选取遵循Ether CAT协议的扩展板卡作为从站,通过机器人主站软件系统控制激光器出光。焊接试验表明:采用Ether CAT协议的焊接集成解决了激光器出光及与机器人运动不同步的问题,完全能实现点焊、脉冲焊和连续焊等焊接过程。

旋转电弧水下药芯焊丝电弧焊的智能化焊接系统

论述了基于旋转电弧传感的湿法水下电弧焊V形坡口焊缝跟踪技术。搭建了基于旋转电弧传感器的水下焊缝自动跟踪试验系统的硬件平台,确定了浅水水下湿法药芯焊丝焊接(FCAW))的工艺参数。利用焊接电流区间积分差值法进行焊枪水平偏差和竖直偏差的判别,通过数字信号处理来提高信号的稳定性、可靠性和一致性;通过理论和试验数据的分析,得到了水平和竖直方向的偏差判别方法;设计了模糊控制器和复合PID控制器,通过不同条件下的试验证明了以上工作的有效性。

小弯曲角焊缝跟踪及焊缝终点检测

为了实现小弯曲角焊缝的跟踪及焊缝终点的检测,针对焊接电流中噪声的种类,使焊接电流经过空间中值滤波、均值滤波、阈值处理和线性滤波,去除了大部分的噪声.用直线将2类模式平均向量对应的点连接起来,把直线的斜率作为偏差.以最近三次偏差作为多个模式类感知机的输入,以水平滑块伸出或缩进的速率作为输出,实现小弯曲角焊缝的跟踪.如果连续三次偏差的值大于1,则表明到达了焊缝终点.最后进行了小弯曲角焊缝的跟踪试验,角焊缝终点的检测试验,过水孔的试验.结果表明,该算法提高了机器人跟踪小弯曲角焊缝的精确度,实现了角焊缝终点的准确识别和过水孔的通过,有利于焊接自动化的实现.

在端点处保持非对称阶参数连续性的Bézier曲线降阶

提出了一种基于受限Jacobi多项式(Constrained Jacobi Polynomial)的Bézier曲线降阶算法,使用该算法获得的降阶曲线具有与原曲线在端点处保持Cr,s参数连续性(r表示在起点位置具有r阶参数连续性,s表示在终点具有s阶参数连续性),它是对2003年由Ahn提出的在端点处保持Ck,k参数连续性的Bézier曲线降阶算法在一般情况下的推广。通过分析在L∞范数误差下误差函数曲线取极值的情况,得出了利用受限Jacobi多项式实现在端点处保持非对称参数连续性的有关性质并给出了试验数据,另外,还讨论了当误差值大于系统给定容差时的细分曲线的计算公式。

基于单位圆弧段逼近的Bézier曲线等距线生成算法

提出一种用四次Bézier曲线逼近单位圆弧段(Unit Circular Arcs)的方法及其详细误差函数分析。使用这种方法,给出一种使用同阶Bézier曲线逼近给定Bézier曲线等距线的算法。在Matlab7.0上实现了该算法,试验表明,新算法比Lee和Ahn所提出的算法有更高的精度和计算效率。由于B样条和NURBS曲线可以认为由多段Bézier曲线组成,因此,新算法为B样条和NURBS曲线等距线的求解提供了一种新的途径。