焊缝曲线的数学模型及其仿真

自动焊机在对两相交管件焊接之前,为了实现焊枪准确的插补运动,利用空间解析几何推导出其相贯线的运动参数方程,结合计算机图形学在VC 界面下实现对焊缝的加工模拟仿真.     

变电站接地扁钢自动焊接机的焊接系统设计

由于变电站接地扁钢焊接时,需要对搭接的多条边进行焊接,焊接过程中需要对焊枪进行变位和调姿。因此提出包括焊接电源的选择、运动机构模组的选型、焊接运动机构以及控制系统的设计,实现对接地扁钢三条焊缝的自动焊接系统设计。通过制备自动焊接机进行焊接实验,提出适合接地扁钢自动焊接技术的焊接工艺。     

基于MFC和OpenGL的相贯线焊接仿真系统设计

首先根据相贯线焊接仿真系统的功能对系统的总体结构进行了规划与设计。其次根据工艺参数和焊接过程中的运动特点进行了机械结构设计,使得焊枪能够根据需要进行灵活的运动。再次通过插补运算和工艺流程的设计实现焊接设备与工件的运动控制,从而兼顾运动的合理性与精确性。系统在MFC和OpenGL环境下开发,实现了对自动焊接和示教焊接过程的仿真,并能在示教焊接结束时进行实际轨迹与理论轨迹的对比。在OpenGL使用中采用轨迹球技术实现视角控制,并具备碰撞检测功能。     

空间曲线自动焊接系统设计

基于Rhinoceros软件生成的工件曲面模型,使用Grasshopper软件平台对工件模型进行焊接曲线提取及焊接路径规划,输出路径规划结果数据,所得数据输入控制系统对机械结构进行驱动控制;机械结构采用两自由度移动机构控制焊枪位置保证焊枪始终从焊点正上方焊接,两自由度旋转机构控制工件位姿使焊枪处于最有利于避开工件干涉的位姿,两套机构运动配合实现空间曲线的自动连续焊接,提高了焊接质量、简化了路径解算方法。     

复杂曲面相贯线焊接轨迹控制算法的研究及仿真

曲面与圆管之间的焊接比较普遍,为了实现复杂曲面相贯线的自动焊接,在五自由度焊接机床的基础上,以圆锥面与圆管的焊接为研究对象,构造圆锥面与圆管的相贯线方程,利用等长直线段拟合整条相贯线,实现运动轨迹的插补运算,计算出插补各点的坐标参数及焊枪角度,以对焊枪姿态进行实时调整。利用OpenGL软件,对插补运动进行动态仿真,观察运动轨迹是否正确,仿真结果验证了在五自由度焊接机床上,该运动控制算法可以实现复杂曲面相贯线的自动焊接。     

一种钢筋笼滚焊机用自动捕捉及焊接装置研究

为了提高钢筋笼滚焊机的加工效率,考虑到钢筋笼加工时,由箍筋与主筋的搭接点形成的焊点的运动特性,设计了一种自动捕捉焊接装置。该装置包括焊枪垂直移动和水平移动两个部分,均采用气动控制的方式,配合感应接近开关与开关触板之间的相互作用,来控制焊枪在焊接平面内的运动。该装置具有对运动焊点进行自动捕捉的特点,并且能够在捕捉后对焊点进行追踪焊接,提高了钢筋笼焊接装置的自动化水平和生产效率。     

螺旋叶片自动焊接机床的设计与分析

为了实现对螺旋叶片自动跟踪焊接,在传统机床的基础上设计了一种螺旋叶片自动焊接机床.该机床利用步进电机分别对螺旋叶片的旋转运动和焊枪的直线运动进行联合控制,实现了螺旋叶片与圆柱连接处的空间曲线接缝的焊接.通过数学建模和相应的插补运算,保证了其焊接的精度要求.该机床可以实现一般的点焊、直线焊以及圆弧焊,还可以满足不同长度螺旋叶片的焊接要求,机构简单,操作方便,效率高.最后对自动焊接机床的系统精度进行分析,并提出了改善措施.     

一种适合焊接专机的激光焊缝跟踪应用

为确保焊接过程中焊枪始终沿焊缝运动,提升焊接质量,采用基于主动视觉传感技术的新一代激光视觉传感器实时采集焊缝轮廓的图像,由传感器控制柜按在PC界面上选定的算法进行图像处理与特征识别,提取焊缝跟踪点的位置坐标,并根据标定的参考位置和预设的比例关系转化为模拟电压量输出,进而驱动十字滑台上的伺服电机带动焊枪做出相应的纠偏动作。可编程逻辑控制器(PLC)被用来实现焊枪初始定位、滑台的手动控制与自动跟踪模式切换、安全互锁等功能。最终建立了一套适用于焊接专机的焊缝自动跟踪应用系统。实验结果表明,该系统安全实用,具备了良好的实时跟踪能力。     

J65Y320V系列阀门阀座密封环内孔焊设备

采用地流脉冲钨极氩弧焊的方法完成阀体与密封环的焊接。介绍了所需焊接电源型号的选定，氩弧焊专用焊枪的制做，焊接转台的基本构造和运动简图，并对焊接过程听电路原理做了论述。     

基于焊枪与熔池耦合模型的焊工调控行为研究

模拟解析有经验高级焊工焊接行为并实现抽象焊接行为的程序化无疑是快速发展机器人智能化焊接的优选路径之一。而同步传感测量焊工焊枪姿态和熔池状态是实现焊接行为程序化的关键。针对现有焊枪姿态和熔池特征测量系统的独立性及焊工与熔池交互过程的同步耦合分析需求,建立了传感器-万向节-焊枪钨极尖端三坐标系间的数学转换模型和熔池与焊枪钨极尖端运动坐标的双向耦合模型。通过预设机器人焊枪姿态摆动试验验证了双向耦合模型的有效性和准确性。在时空同一坐标下对比分析了不同焊接水平焊工对熔池状态的调控行为和焊缝成形质量的控制能力。结果表明,利用熔池-焊枪双向耦合模型可以获得能够表征焊工操控焊枪空间运动的较准确姿态样本数据;经模型转换的焊工操控焊枪α、β角与机器人摆动预定值的误差均小于1.2°,γ角误差约为1.5°;未经实操培训焊工操控焊枪规范性差,调控熔池动态平衡表现出调节时刻和规律的高随机性,对熔池状态动态评估能力极其匮乏,无法保证焊接过程稳定和高的焊接质量;经长期实训焊工运枪动作规范、规律性强,对熔池状态动态评估能力丰富和强的交互意识,全焊接过程能够保持熔池形态的稳定和焊缝的全熔透。     

大功率自动螺柱焊枪的研制

复合热源螺柱焊接工艺是一种新型螺柱焊接技术,在深入试验研究传统电弧螺柱焊枪的基础上,根据复合热源螺柱焊接和空心螺柱旋弧焊接的工艺需求,设计研制了一种适用于中厚板大直径复合热源螺柱自动焊接的大功率焊枪,该焊枪采用直柄式设计,使用了独具特色的专用电磁铁、引弧提升机构和导向机构,采用所设计的大功率自动螺柱焊枪,进行了8～30mm板厚12～21mm直径的自动螺柱焊接工艺试验,焊接过程稳定、接头饱满,接头强度与螺柱强度之比达到1.04,很好地满足了复合热源螺柱焊接工艺的要求.     

基于PLC的车桥后盖自动焊接设备控制设计

针对龙岩地区一些汽车车桥后盖焊接设备存在自动化水平低、精度差、效率不高等问题,研制一种基于PLC自动控制技术的汽车车桥后盖环缝自动化焊接设备,通过PLC控制焊枪的运动,从而实现焊接过程的自动化,使车桥后盖CO_2气体保护焊接生产线实现实时自动控制,具有一定的工程应用价值。     

基于软件的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法

在介绍五轴联动数控焊接机床结构与工作原理的基础上,重点研究了基于软件体系结构的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法。以实现椭球面封头焊接接管的相贯线接缝自动焊接为例,分别介绍了相贯线接缝空间曲线方程构建、利用直线段插补拟合接缝曲线时各插补离散点坐标参数与焊枪姿态调整参数计算以及各坐标轴插补位移量计算等算法。利用本文介绍的软件算法对复杂相贯线接缝自动焊接运动过程进行控制,具有较高的柔性和通用性,并且大幅度地降低了设备成本。     

多孔口罐盖焊接机器人运动模型研究

介绍了多孔口罐盖焊接机器人系统的结构组成和工作原理,通过建立空间坐标系分析了相贯线接缝空间位置特点,推导出了机器人与变位机协调运动下的焊枪末端位置方程和焊枪姿态方程。这些运动模型对多孔口罐盖的焊接具有通用性,对焊接精度的控制具有重要意义。     

马鞍形自动焊机的研制

马鞍形相贯线焊缝在以前一般都采用手工焊接,有工件生产效率低,制造周期长,成本高的缺点,同时焊接质量难以保持稳定。四轴联动马鞍形焊机的研制,可对机头的回转速度、焊枪的上下运动、焊枪角度调整等进行一体控制,实现四轴联动动作,适应实际焊接需要。     

一种简易焊枪夹持架北大核心

针对气体绝缘金属封闭式组合电器(GIS)设备上的基础元件,筒体的两端与圆环形法兰的焊接中属人工操作,这种方法存在劳动强度大、生产效率低、安全环保性差等几方面的问题。为此,根据自动焊机的焊枪夹持结构形式和工作原理,设计制造出一种简易实用的焊枪夹持支架,用来代替焊工实现焊接过程中对焊枪的夹持,改善了焊工的焊接作业条件。     

基于普通车床改造的环缝焊机设计

基于市场上越来越过剩的普通车床,通过配备自动化设备、焊接工具,设计了一种轴类零件焊接的环缝自动焊机。该环缝焊机总体设计采用分布式控制系统结构,在机械结构上设计了焊枪夹具快速调节定位固定装置,在电气控制系统上对原点复归运动,单、双轴运动及焊枪的启停使用进行了控制系统设计,并开发了触摸屏程序,设计出人机工作界面、基于普通车床所设计的环缝自动焊接设备,既能满足实际生产的需要,又能做到物尽所用和节省资金,有一定的推广价值。     

基于视觉跟踪的大型容器焊接机器人的研制

研制了一种基于 CCD视觉焊接轨迹跟踪技术的无导轨焊接机器人。该机器人由新颖的 CCD视觉传感器来实时检测机器人行走机构与焊枪的跟踪位置偏差量 ,并据此由微机控制系统实现对机器人行走机构与焊枪的二级自动跟踪。该机器人采用永磁式柔性磁轮机构作为支持行走单元 ,使焊接机器人具有了节省导轨、轨线适应性强的优点。焊接工艺评定试验结果表明 ,此焊接机器人自动跟踪精度高 ,焊缝质量好 ,工作稳定可靠。     

一种简易焊枪夹持架

针对气体绝缘金属封闭式组合电器(GIS)设备上的基础元件,筒体的两端与圆环形法兰的焊接中属人工操作,这种方法存在劳动强度大、生产效率低、安全环保性差等几方面的问题。为此,根据自动焊机的焊枪夹持结构形式和工作原理,设计制造出一种简易实用的焊枪夹持支架,用来代替焊工实现焊接过程中对焊枪的夹持,改善了焊工的焊接作业条件。     

轨道车辆车体自动焊接视频监控系统应用研究

研发了一套轨道车辆铝合金车体自动焊缝在线视频监控的系统,实现了焊接操作人员通过观察实时视频进行焊接过程监控。焊接时,安装在焊枪的摄像头可以实时对焊接电弧位置、坡口情况进行监控,1套自动焊接系统的2支焊枪作业内容同时显示在1个即时显示器上,只需1名焊接操作工人观察即时显示器即可实时监控焊接过程,降低了人员需求。通过针对性解决焊接过程中的电磁干扰、弧光、高温、飞溅等问题,提升监控质量,焊接操作人员不需近距离观察电弧,降低了劳动强度,改善了工作环境,提升了焊接自动化水平。