混凝土搅拌运输车后支架焊接工装的设计

设计并制造了一种混凝土搅拌运输车后支架焊接所需要的翻转架,其基本结构包括驱动电机及电路、减速机、回转架及底架等。该翻转架安全可靠,可供两个后支架同时焊接,解决了混凝土搅拌运输车后支架的焊缝成形及质量差的问题。另外利用氧乙炔自动割炬的自行小车系统改装了一套自动焊接装置,用于混凝土搅拌运输车的后支架上的长直焊缝的焊接。     

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。     

基于旋转电弧轮式焊接机器人运动学建模及仿真

旋转电弧轮式焊接机器人的焊炬执行机构由十字滑块和小车左右差速驱动轮两个运动单元构成。针对其机构设计的稳定性以及可控性等问题,根据运动特点推导出焊炬的运动学模型,由旋转电弧焊缝跟踪原理应用Matlab/Simulink进行焊缝跟踪仿真,实现了机构设计以及控制方法对焊缝跟踪的影响。仿真结果证明了该模型的有效性和正确性,为旋转电弧移焊接机器人的机构设计、稳定性分析以及控制器设计提供了理论依据。     

虚拟样机下的“无碳小车”设计与仿真分析

根据全国大学生工程训练综合能力竞赛要求对无碳小车进行了整体设计,采用偏心轮机构作为其转向机构,实现小车的周期性自动转向,通过P ro/E建立小车整体三维模型,结合A D A M S的虚拟样机技术,对小车的运动进行了仿真分析,对比仿真轨迹和理论轨迹之间的差异,对设计参数进行了修正,使的仿真轨迹与理论轨迹二者一致,说明了本设计的合理性。     

基于圆柱凸轮机构的“8字形”无碳小车设计

根据第五届全国大学生工程实训大赛的要求,设计并制作基于圆柱凸轮结构的"8字形"无碳小车。根据规划的无碳小车理论轨迹,对小车的传动机构和转向机构进行了设计和参数计算,得出了小车的运动方程,结合Solid Works中的Motion分析对小车运动轨迹进行仿真,并对圆柱凸轮等关键参数进行优化。试验结果表明,该无碳小车能完成11次"8字形"寻迹运动,实现了按预定轨迹行走的目的,验证了该机构的合理性。     

基于S7-200 SMART PLC的自动焊接系统设计

为提高中厚壁长直焊缝焊接效率和精度,设计了以西门子S7-200 SMART PLC为控制核心,以焊枪运行机构和手工焊机为执行机构的多层自动焊接系统。通过控制具有三自由度的焊枪运行机构实现焊枪按设定轨迹的多层运行,通过控制手工焊机实现对焊接电流、焊丝及保护气等的全部时序控制。文章从系统总体结构、系统硬件及软件等方面详细阐述了设计思路和实现方法。重点介绍了利用单台S7-200 SMART PLC实现对三台步进电机的定位和速度控制。本系统已投入使用,效果良好。     

基于凸轮机构的环S形无碳小车转向机构设计

根据第五届全国大学生工程实训大赛的要求,设计并制作基于槽凸轮结构的"环S形"无碳小车。根据规划的无碳小车理论轨迹,对小车的传动机构和转向机构进行了设计和参数计算,得出了小车的运动方程,结合Solid Works中的Motion分析对小车运动轨迹进行仿真,并对槽凸轮等关键参数进行优化。最终确定此方案可行性,有着提升大学生动手能力、工程实践能力,培养学生创新意识及团队协作精神的意义。     

钻机操纵台油管自动焊接装置的研制

笔者通过设计合适的自动焊接装置及配套的焊接工装以及选择合理的焊接参数,最终实现操纵台油管的自动焊接。通过试验和焊缝检测证明焊接强度达到了使用要求。笔者设计的自动焊接装备实现了不同尺寸油管的自动焊接,实现了油管焊接的一致性和互换性,提高了焊接的效率,缩短了操纵台的生产周期。     

基于Matlab的无碳小车转向机构优化设计

为提高无碳小车"S"形运行轨迹对称性,对整车进行了运动机构设计,建立转向机构数学优化模型,利用Matlab优化工具箱优化其相关参数,并探讨参数变化对轨迹对称性的影响。通过ADAMS仿真验证了优化后参数的正确性,轨迹对称度理论上达到96%以上。在实车试验中小车能够完成20个绕桩动作,表明了优化后机构的合理性。     

电子束焊接中的焊缝自动跟踪技术

介绍了焊缝自动跟踪技术在电子束焊接（EBW）应用中的两种主要模式，即示教式和二次电子反射式。分析了其组成、原理及其在实际生产中的应用，阐述了焊缝自动跟踪技术在电子束焊接中的重要性及其应用前景。     

汽车发动机后悬置横梁的自动化焊接

利用先进的焊接设备为企业的发展开展技术服务已成为企业提高生产效率的重要途径。运用ABB焊接机器人实现对汽车发动机后悬置横梁的自动化焊接。经过程序优化、工装改进将汽车发动机后悬置横梁由自动化焊接代替企业手工焊接。显著提高了焊接生产效率和焊接质量。     

N1微型车后桥焊接工艺分析

介绍了微型车后桥壳装焊线，桥壳整体成型的焊接工艺与特点。并对自动焊设备的构成、焊接原理及各个焊接工艺参数的确定作了较详尽叙述。     

马鞍形焊缝焊接运动轨迹的自动控制

针对两相交管材所形成的马鞍形焊缝的特点,设计用于相交管材相贯线焊缝自动焊接的控制系统,并给出该系统的机械传动机构的工作原理、电气结构和软件实现方法.实验证明:该自动焊接系统在钢制散热器管道焊接过程中取得了良好的效果,是一种低成本马鞍形焊缝专用焊接设备,并且通过改变焊缝曲线数学模型,可用于其他形状管道接缝的焊接.     

The study on the drop detachment for automatic pipeline GMAW system: free flight mode

In the automatic pipeline welding systems, the mechanical properties and weld bead geometry are changed following to angle variation around the pipe. It occurred since during a weld pass, there are all of possible positions. In this work, first an augmented state-space model of process is presented that includes the travel motion and angle of robot. Also, gravitational force and arc voltage equations are modified. This model covers the free flight transfer modes (spray and globular). Then, accuracy of model is shown by model validation and comparing to real experiments. Finally, the angle effect on detachment is studied for all positions using simulation results. Detachment frequency variations, disturbance effects, and irregularity in detachments are analyzed using time–frequency representation.     

Study on automatic control of arc gap in robotic TIG welding

This paper presents a method for automatic control of arc length in tungsten inert gas (TIG) welding process using the arc voltage. By using this method, the role of operator in arc length control is played by an automatic control system based on a predefined arc voltage value for any special welding operation. A dynamic model for feed-rate mechanism and the relation between variations of arc length and voltage are described in details. Using a proportional-integral controller, variations of arc length in welding path is compensated with an automatic feed-rate mechanism in a normal direction to the welding path. By keeping the voltage constant during the process, a stable weld with higher quality and better appearance is obtained specially in welding of uneven surfaces. Theoretical and practical investigations show that the suggested method is able to control the TIG welding process successfully. Test results show that an accurate weld is obtained without the interference of the operator, and by comparing the predefined values of arc voltage with what is practically obtained, the welding gap is automatically adjusted.     

变极性等离子弧焊接熔透信息的检测与分析

通过对铝合金3003变极性等离子弧穿孔立焊熔池振荡行为的研究,发现熔池振荡频率与焊接熔透之间的内在规律。在变极性电流的作用下,焊接熔池产生振荡,可以通过对电弧电压频谱分析获得熔池固有振荡频率。分别建立变极性等离子弧穿孔立焊未熔透及完全熔透熔池模型,并分析焊接电流的变化对熔池固有振荡频率的影响,发现焊接电流大小对其影响很小,可以忽略。为了验证该模型的准确性,进行理论与实测分析,结果表明,理论值与实测值相吻合。熔池固有振荡频率主要取决于熔池宽度、深度及材料密度等参数,而其他焊接参数对其没有直接影响。因此,熔池振荡频率可间接反映焊接熔透信息,为焊接质量自动控制提供了理论支持。     

自动电阻焊技术在梯子梁制造中的应用

由于钢筋梯子梁结构简单、使用方便并且成本低廉,在煤炭开采过程中被广泛应用;但是,采用手工电孤焊制造钢筋梯子梁,存在产品质量取决于焊工操纵技能水平、劳动强度大且始终处于低温烘烤和有毒的烟尘环境中、要进行焊道熔渣的清理、焊接出产率低等问题。为解决这些问题,可采用自动电阻焊技术替代手工电弧焊,并且在钢筋梯子梁制造过程中,设计梯子梁专用夹具作为夹紧机构,采用PLC控制伺服电动机驱动齿轮齿条机构,进行自动定位和焊机的自动焊接。     

The development of a quality prediction system for aluminum laser welding to measure plasma intensity using photodiodes

Lightweight metals have been used to manufacture the body panels of cars to reduce the weight of car bodies. Typically, aluminum sheets are welded together, with a focus on weld quality assurance. A weld quality prediction system for the laser welding of aluminum was developed in this research to maximize welding production. The behavior of the plasma was also analyzed, dependent on various welding conditions. The light intensity of the plasma was altered with heat input and wire feed rate conditions, and the strength of the weld and sensor signals correlated closely for this heat input condition. Using these characteristics, a new algorithm and program were developed to evaluate the weld quality. The design involves a combinatory algorithm using a neural network model for the prediction of tensile strength from measured signals and a fuzzy multi-feature pattern recognition algorithm for the weld quality classification to improve predictability of the system.

     

环形移动装置的精度分析与优化研究

针对环形焊缝自动焊接装置中移动装置存在的低精度、高成本等问题,将精度可靠性的评价方法应用到移动装置的精度分析与优化中。基于多体系统理论建立了移动装置的误差模型,采用蒙特卡洛法对移动装置的运动误差进行了精度分析。以精度分析中误差敏感度的分析结果为基础,建立了以移动装置制造成本最低为优化目标、以满足精度可靠性设计要求为性能约束的移动装置精度分配优化模型,利用多岛遗传算法与蒙特卡洛法相结合对移动装置的误差源进行了精度分配优化设计。研究结果表明,移动装置经过优化后,精度可靠性达到设计要求,且与经验设计相比,制造成本降低19.1%,为环形移动装置的加工制造提供了依据。     

“Finite element modeling of the effect of heat input on residual stresses in dissimilar joints”

In the present study, a thermo-elastic–plastic model was developed in order to evaluate the residual stresses in dissimilar automatic tungsten inert gas (TIG) welds between plain carbon steel CK4 and a ferritic stainless steel AISI409. The effect of welding heat input on the magnitude and the distribution of residual stresses was investigated and the results of simulation were validated by X-ray diffraction measurements. It is shown that the calculated residual stresses are in good agreement with the residual stresses determined experimentally. It was found that the magnitudes of stresses at the weld center line increases with increasing the welding speed.