哈尔滨焊接研究所1990年科研成果论文摘要(三)

弧焊过程自动跟踪和自动排列焊道技术研究研究了接触式两维跟踪、自示教跟踪和自动排列焊道技术。接触式两维跟踪传感器以光电转移方式把位移量用电信号输出,控制器使执行机构的调节速度与偏差量成正比,保证焊枪平稳进入正确位置;自示教跟踪装置综合了多项新技术,实现了较高精度的位置与速度的协调控制,焊出均匀、平滑、美观的焊缝;自动排列焊道装置能适时自动测量焊层宽度,自动规划和排列焊道,焊出优质焊缝。     

结合焊接机器人和变位机的增材制造方法

随着工业现代化水平的推进,发展以机器人为主的工业自动化制造技术成为一种趋势。结合增材制造(3D打印)技术,设计由MOTOMAN-UP6型弧焊机器人与2R旋倾变位机构成的焊接系统。理想的焊接参数影响标准圆柱体的成型,采用BP神经网络算法研究焊接电流、焊接速度对焊道尺寸的影响,并预测出理想的实验焊接参数。通过大量实验获得较为标准的圆柱体。与不使用变位机的焊接机器人快速成型方法相比,该方法方便简单、焊层变形较小、焊道表面光滑平整。     

弧焊机器人虚拟示教编程系统

以MOTOMAN-UP20弧焊机器人为研究对象,建立了基于ROTSY的弧焊机器人虚拟示教编程系统.介绍了该系统的组成和虚拟示教编程的详细过程.采用客户/服务器通信模式,通过以太网实现了弧焊机器人的远程控制.对马鞍形焊缝轨迹进行动态仿真,结果表明该系统是可行的,通过虚拟示教功能可以实现焊缝路径的规划和机器人程序的自动生成.     

SA508-3钢回火焊道技术焊道搭接量的分析

针对核电设备常用钢种SA508-3钢,采用钨极氩弧自动焊接方法,对该钢种在使用回火焊道焊接技术修复时的焊道搭接量进行了分析。试验结果表明,焊道搭接量在0%~30%时,相邻的焊道间有明显的凹坑的存在,在后续焊道的焊接过程中容易出现未熔合问题;焊道搭接量达到70%时,焊道表面向瘤状发展,不利于后续焊道的排布,焊道几何尺寸的排布使得回火焊道焊接技术无法实施;焊道搭接量在40%~60%时,焊道分布相对平直,显微硬度及淬硬组织分布均匀,利于回火焊道技术的实施。     

嵌入式弧焊信息处理系统

为了实时记录并存储焊接参数、实现焊接生产监测与管理,采用嵌入式控制器开发了弧焊过程信息处理系统,搭建了由信号调理电路、主控芯片、时钟芯片、存储芯片和通讯接口组成的弧焊过程信息处理与记录系统,设计了弧焊信息处理软件,实现电弧焊接生产过程多参数的采集、处理、存贮和传输等功能。该系统可直接用于电弧焊生产现场,记录和管理焊接过程参数,帮助管理人员监督焊接生产,统计焊接工作量和溯源焊接质量问题。     

一种晶闸管弧焊整流器的改进

前国内ＺＸ5系列焊机一般都没有电流调节和电弧推力调节功能。在小电流焊接时 ,电弧推力对电弧稳定性和增加熔深都起到很重要的作用 ,我公司在焊接热力管道时 ,由于全位置焊接 ,焊条与工件起弧次数多 ,而瞬间起弧冲击大 ,飞溅量也相应增多 ,容易造成焊道的熔穿和焊道清渣困难。通过对ＺＸ5 - 40 0晶闸管弧焊电源进行改进 ,取得了良好的焊接效果。使我公司生产效率得到一定提高。1　电路特点ＺＸ5 - 40 0整流弧焊电源主回路如图 1。图 1　ＺＸ5 -4 0 0整流弧焊电源回路主回路采用平衡电抗器的双反星形整流电路。在任何时刻每个周期内有 6个波…     

弧焊电源动态特性微机测试及分析系统研究

介绍了一种由通用微机构成的数据采集和分析系统，用于检测弧焊过程的动态参数和对弧焊电源动特性进行测试和评定。经试验证明该系统具有软件界面友好、测试精度高、功能强、可靠性高等优点。     

弧焊机器人MOTOMAN—UP20离线编程系统

弧焊机器人离线编程系统(Offline-Programming system for Arc Welding Robot)是目前机器人研究领域最活跃、最前沿的研究方向.介绍了国内外弧焊机器人离线编程系统的发展现状和发展趋势.以Motoman-UP20弧焊机器人为例,集成了机器人通信模块MOTOCOM32和运动学仿真模块ROTSY并同步导入马鞍形工件,不仅能单步生成作业指令,且可自动生成作业程序,并对焊接过程进行了离线仿真试验,验证该系统切实可行.此外介绍了弧焊机器人离线编程系统的构成.     

液化石油气钢瓶制造工艺的改进

YSP—15型液化石油气钢瓶制造过程中的环缝焊接工艺,目前国内生产厂家大多采用两层埋弧焊或等离子弧焊封底埋弧焊盖面的焊接方法,这两种方法的焊缝均需两层焊道来完成,故生产效率低、工艺复杂、设备投资大。据此,我们通过改进,采用了单面一次焊接双面成形的埋弧焊工艺,经一年多的施焊表明,该工艺方法,焊接质量优良,达到有关标准要求,并于1985年9月通过了省级技术鉴定。     

基于32位ARM微处理器的弧焊电参数采集分析系统

以CO2短路过渡弧焊过程为研究对象,开发了一套基于32位ARM微处理器的弧焊电参数采集分析系统.该系统主要由霍尔传感器、信号调理电路和基于ARM核的LPC2142单片机等硬件组成.系统软件包括单片机固件程序、USB驱动程序和用户应用程序.经验证,该系统具有良好的使用性能.     

CO_2焊逆变电源动态性能分析

在弧焊逆变电源的研制过程中,弧焊电源动态特性的分析和控制一直是其中非常关键的问题。由于焊接电流、电弧电压包含有与弧焊电源的动特性相关的特征信息,因此本文采用自行研制的弧焊过程电信号分析系统,针对CO2焊逆变电源进行一系列工艺性能试验,并对弧焊电源的动特性进行分析和评定,从而可对焊接工艺参数的优化提供依据。     

激光焊缝跟踪技术在船用管材自动焊系统中的应用

船用管材往往进行人工弧焊拼接作业,对操作人员的技术水平要求较高,随着应用层面的推广,其生产需求也急速增加,集成机器人弧焊系统作业能够提升管材的焊接智能化及效率,但焊接质量易受不稳定的管材切口坡度、焊接过程中产生的辐射与飞溅等影响,降低船用管材的焊后使用性能。进行基于智能激光传感系统的机器人自动化弧焊系统的搭建,通过采集并分析焊接过程的管材数据信息,自主调整拼焊过程中机器人路径,提高了自动化焊接系统在船用管材弧焊应用上的自适应能力及作业质量,此外,还对激光焊缝跟踪技术研发与应用方向进行了探讨。     

基于数据通信和图像处理的机器人弧焊参数网络化监测系统

随着弧焊机器人在汽车制造领域的广泛应用,企业迫切需要开展焊接过程管理来控制产品质量。本文针对机器人弧焊生产线,提出了一种基于数据通信技术和数字图像处理方法的焊接参数在线监测系统,完成了焊接过程电流值、电压值、气体流量和焊接速度的采集、传输和存储,实现了焊缝钢印的拍摄和字符识别,基于MYSQL数据库和DataSocket技术完成了企业局域网内的远程访问功能。应用实践表明,该系统具有良好的稳定性和适应性,为机器人弧焊生产线的焊接过程监控提供了数据支撑。     

电弧增材制造多层单道堆积的焊道轮廓模型函数

焊道截面轮廓的建模和分析为电弧增材制造过程中的切片、路径规划和工艺自动化提供必要的形貌数据. 采用MATLAB开发基于图像处理和曲线拟合的自适应拟合程序,可以在半椭圆函数、圆弧函数、余弦函数和抛物线函数之间自适应选择合适的拟合模型函数. 基于该程序,研究分析在焊接参数可行域内单层单道焊道截面轮廓最佳数学模型函数的分布情况,以及多层单道堆积过程中不同层数上焊道轮廓的最佳模型函数. 结果表明,自适应拟合程序对焊道截面的轮廓曲线拟合具有较好的精度;在堆焊焊接参数可行域中,单层单道焊道截面轮廓可以用半椭圆函数或余弦函数模型表示;而对于多层单道堆积,半椭圆函数模型对焊道最上层轮廓的拟合精度最高.     

等离子弧焊过程控制系统的电磁兼容性研究

通过分析基于MCS196KC单片机控制的等离子弧焊过程控制系统的工作原理和电磁兼容性能,结合等离子弧焊过程对控制系统产生的影响,从过程通道、空间干扰和电源稳定性三个方面分析了等离子弧焊过程控制系统的电磁兼容性问题,并提出了解决办法,提高了系统过程控制的稳定性.     

弧焊电源谐波检测系统的研制及应用

对弧焊电源功率因数、谐波等参数的测量方法进行了研究,采用加窗的FFT算法研制了一套基于嵌入式PC的弧焊电源检测系统,分别时带LDC滤波器的弧焊逆变电源和普通弧焊逆变电源进行谐波分析比较,实验表明该分析仪系统可靠,分析结果精确.     

逆变弧焊电源的远程监控系统研究

随着焊接生产自动化和逆变弧焊电源的规模化使用,使得逆变弧焊电源维修和保养越来越困难,采用焊接电源的远程网络监控将能很大程度上缓解这种现状.在此对基于Internet的逆变弧焊电源的远程监控系统进行了研究,设计了基于嵌入式Internet的远程监控系统,并结合逆变弧焊电源进行远程监控实验.实验证明,该系统可以对逆变弧焊电源的焊接参数进行远程设置,也可以远程检测逆变弧焊电源的工作状态.     

弧焊机器人的应用技术

分析了弧焊机器人系统的柔性化集成与优化,介绍了基于ＰＣ机的系统控制,多传感器信息融合及弧焊过程听智能控制技术,旨在推动弧焊机器人的应用和产业化进程。     

7N01铝合金多层多道MIG焊接头的组织和成分研究

对12 mm厚7N01铝合金板进行脉冲MIG焊对接试验,使用光学显微镜和电子探针分别对接头的组织和成分进行了分析。结果表明,在熔合线附近存在一层细小的等轴晶组织,该等轴晶是受热液化且未混合的母材重新凝固后形成的,晶界处产生了Mg、Zn元素偏析。在各焊道交界处,先焊焊道发生晶粒重熔,后焊焊道晶粒在先焊焊道重熔晶粒上外延生长;各层焊道中,打底焊道的晶粒尺寸比填充焊道和盖面焊道的晶粒尺寸大,这主要是因为该焊道焊接时液态金属流动不充分,异质形核少造成的,而非后焊焊道的热作用单一因素引起的。     

多功能数字化弧焊逆变电源人机交互系统

针对多功能数字化弧焊逆变电源用于不同焊接方法时工艺过程不同和焊接参数众多的特点,采用键盘输入和LCD显示设计开发了基于数字信号处理器DSP的人机交互系统.通过数据结构的通用化设计和程序流程的优化设计,该系统实现了焊接工艺过程和焊接参数的方便设置和统一管理,用户操作和显示界面简洁、直观、灵活,极大地提高了多功能数字化弧焊逆变电源的实用性.