智能化焊接制造工程的概念与技术

简略叙述了国内外现阶段智能化技术在现代焊接工艺制造领域的应用研究现状。根据先进制造技术的发展趋势,提出“智能化焊接技术”(Intelligentized welding Technology——IWT)和“智能化焊接制造工程”(Intelligentized welding Manufacturing Engineering-IWME)的概念,以系统化焊接自动化、智能化、机器人与柔性焊接等焊接先进制造技术的研究与发展领域,并探讨了焊接智能制造关键技术与发展趋势。     

焊接柔性加工单元中熔池的实时控制

机器人焊接过程中熔池实时控制系统是焊接柔性加工单元 (WFMC)中保证良好焊接质量的一个重要子系统。文中建立了WFMC中焊接质量实时控制子系统并实现了该子系统与WFMC中央监控计算机的实时可靠通讯。在获得了焊接熔池特征参数的基础上 ,建立了焊接过程熔池正面参数和焊缝背面参数的神经网络模型。模型根据熔池正面参数可实时预测焊缝背面宽度。并设计了神经元自学习比例求和微分(PSD)控制器 ,通过调整脉冲峰值电流 ,实现了机器人脉冲钨极气体保护焊 (GTAW )过程中通过正面熔池传感对焊接焊缝背面宽度的实时控制。控制试验证明控制器可有效地对焊接过程进行控制     

航天数字化车间焊接设备集成实践

从国内某航天器制造企业的实际需求出发,引出层次化的数字化车间设备垂直集成模型和原则。设计了一套基于以太网控制自动化技术(Ether CAT)、以太网以及工控一体机的焊接车间设备信息化集成方案。介绍该项目中焊接过程数据采集的原理及方法,以及基于.NET框架用C#语言开发的焊接数据采集管理软件。该软件与车间生产制造管理系统(MES)连接,顺利实现焊接设备的信息化集成。实践表明,该方案能实现设备过程数据实时采集、远程管理,且系统结构简单、易于拓展。     

小波分析及其在焊接中的应用

小波分析是继傅里叶分析之后应用数学领域中一种新的分析方法。与傅里叶变换相比，它具有良好的时频局部分析特性和多尺度分析特性，广泛应用于信号处理、图像处理、机器视觉、地震勘探、天体识别、机器故障诊断与监控,CT成像等领域。由于焊接制造工业具有多种学科综合的特点，随着材料、机械、电子、信息、控制等学科的发展，使焊接技术有了长足的进步。焊接自动化、柔性化、机器人化、智能化是焊接技术的发展趋势。焊接过程中存在弧光、高温、烟尘、飞溅、振动、电磁场等干扰以及焊接过程本身固有的不确定性、非线性、强耦合性都是实现焊接过程智能化所需要解决的关键问题。小波分析技术凭借多尺度分析和时频分析特点，已经开始应用于焊接技术中。该研究介绍了小波分析理论以及在焊接中的应用。     

机器人自动化弧焊生产线

机器人自动化弧焊生产线是运用机器人、焊接设备和辅助设备自动完成产品焊接过程的生产系统,简称"机器人焊接自动线"。该系统由弧焊机器人、数字化焊机、气动夹紧工装、伺服变位机、搬运机器人、自动化物流设备、自动打标设备、自动化检测设备、PLC控制系统、二维码识别设备、RFID智能识别设备、计算机MES管理系统、数据库软件系统、工装自动切换系统组成,全面实现了汽车零部件的自动化、智能化、柔性化生产。生产线减少了人工干预,提升了自动化水平,同时为稳定产品质量,实现客户定制化生产提供了坚实的保障。阐述机器人焊接自动线的自动化、智能化、柔性化关键技术及如何选择和使用机器人焊接自动线。     

视觉传感技术在机器人智能化焊接中的研究现状

随着我国《中国制造2025》战略实施,焊接制造领域经过"两化"融合的推动,正朝数字化、信息化、智能化制造转型,进而使焊接制造过程的信息需求量显著增加。围绕上海交通大学智能化焊接与材料精密制造研究所近年来在智能化焊接领域所取得的成果和关键技术应用等展开讨论,内容涉及基于视觉传感的焊接路径自主导引与规划、焊接动态过程液态熔池的智能表征和基于视觉传感的焊接全场高温应变的在线测量及多尺度计算。上述研究成果的工程应用,一定程度上丰富和发展了焊接智能化技术领域的内涵。期望展示的焊接视觉智能化传感研究成果为焊接智能制造的发展抛砖引玉。     

多智能体系统在焊接柔性制造系统中的应用

焊接柔性制造系统 (WFMS)已经成为焊接自动化生产的一个重要的发展趋势。面对这样高度集成 ,高度复杂的自动化生产系统 ,采用单一的基于定量数学模型的传统控制理论和技术的控制系统已经不能对其实施有效的控制了。分布式人工智能 (DAI)领域中的多智能体系统 (MAS)的理论和技术已经应用于柔性制造系统。由于WFMS内在的分散性 (时间、空间和功能上的分散性 )以及它与MAS的内在联系和相似性 ,使得MAS成为WFMS的最佳控制策略之一。文章介绍了DAI中的MAS的概念和特点 ,讨论了MAS的网络结构及组织结构。针对WFMS的结构特点和焊接生产工艺特点 ,详细讨论了MAS系统和WFMS系统之间的内在联系以及MAS应用于WFMS的可行性。     

中国焊接生产机械化自动化技术发展回顾与展望

中国焊接生产机械化自动化技术发展应用经历了仿制,自行研制和稳步发展三个阶段。本文从自动化焊接设备技术,焊接自动控制技术、焊接生产线机械化与自动化技术等方面,对建国５０年来中国焊接生产机械化、自动化技术发展的历程进行回顾,并对中国焊接生产机械化与自动化技术今后的发展进行了展望。     

点焊机器人在风机网罩焊接中的应用

传统风机网罩产品制造以手工制造为主,劳动强度大、生产效率低,难以形成自动化生产。为提高风机网罩产品制造效率,研制了针对风机网罩产品制造的点焊机器人工作站。介绍该工作站的组成和特点,阐述焊接夹具的设计,并提出焊接夹具设计的难点。通过控制焊接工艺参数来保证焊接质量。与焊条电弧焊及其他半自动焊接制造工艺相比,该工作站取得了高效率、高质量、柔性化生产效果。     

深度学习在焊接领域的应用研究现状

随着以深度神经网络为代表的深度学习模型取得突破性快速发展,同时得益于更强大的计算机、更大的数据集和能够训练更深网络的技术,深度学习在智能焊接等智能制造领域取得了大量应用。概述了深度学习技术在焊接过程控制、焊缝缺陷检测等方面的研究进展,当前的研究表明深度学习方法能够提高焊接过程实时控制精度和焊接缺陷的识别准确率。     

焊接装备在汽车制造业的应用及发展

依据2006年国内汽车行业产销量数据,分析中国汽车市场巨大发展空间,必将大大促进汽车制造企业的发展,汽车制造企业的快速发展,对相关产业特别是相对应的装备产生了巨大的市场需求,主要体现在对汽车焊接机器人的需求;对焊接过程自动化的需求,自动化、智能化焊接不仅会推动焊接新材料、新工艺的发展,计算机、控制理论、人工智能等信息科学领域的新进展进一步将焊接工艺实现的手段推进到自动化、机器人化和智能化的新阶段,焊接装备企业可抓住机遇求得发展.     

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。     

Modeling of underwater wet welding seam forming based on support vector machines

Underwater welding is developing fast because of the exploration of marine resources, and underwater wet welding automation is urgently needed because of the rigorous environment. To control the welding process automatically, the model of the process should first be built to predict the current welding process status. In this paper, arc and visual sensors were used simultaneously to obtain the electrical and visual information of underwater wet welding, and support vector machines (SVM) were used to model the process, experiment results showed that the method could effectively use the information obtained and give precise prediction results.     

机电气一体化柔性塑窗锯铣加工中心的研制

柔性锯铣加工中心将信息技术、自动化技术等与制造技术相结合，将锯、铣工艺集中到统一的加工单元，由工业计算机控制，自动实现对型材从锯切到铣削加工的全过程自动识别、自动编制工艺、自动高速加工，具有良好的柔性加工功能。     

制造单元控制系统的建模

为了使制造单元具有敏捷性,单元控制软件应具有模块性和可重用性,在设计阶段建立的单元控制模型是关键。本文讨论敏捷制造单元控制模型的建立,提出了基于制造资源模型的系统控制模型。用面向对象方法与 Ｐｅｔｒｉ 网相结合的方法建立资源的控制模型。     

我国焊接自动化技术的现状与发展趋势

分析了我国焊接自动化技术发展应用的现状,指出焊接自动化技术是先进制造技术的重要组成部分,是焊接结构生产技术发展的方向,着重就未来我国焊接自动化技术发展趋势提出了展望与思考。     

基于多点柔性支撑的钛合金激光焊接变形控制

钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟. 但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形. 由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形. 文中提出并验证了基于可编程多点柔性支撑的主动变形控制方法. 针对传统刚性装夹、预置应力不适应于弱刚性带筋壁板结构的问题,设计了一套以STM32单片机为主控,直线电动推杆为执行机构的多点柔性支撑装置. 结果表明,可在焊接过程实时监测当前支撑位置的受力状态,并进行动态调节,从而达到有效抑制焊接角变形的效果.     

动力电池激光焊接技术的应用现状与展望

在大规模工业生产中,动力电池零部件的激光焊接容易产生气孔、成形不良、炸孔等缺陷,大大降低车辆运行的安全性与可靠性。文中分析了动力电池中激光焊接应用的具体位置,依据不同的焊接部位分类介绍了缺陷种类,讨论了未焊透、气孔、下塌、炸孔、裂纹等缺陷的产生原因。针对电池壳体与盖板连接、电池防爆阀密封、电池注液孔密封、电池极柱焊接及极耳与汇流排连接等具体的应用场景,总结了减少缺陷、提高焊接质量的手段,主要包括工艺改进、光源特性调控、焊接顺序优化等。在此基础上,进一步介绍了智能化制造技术在动力电池激光加工中的应用,并对动力电池领域未来激光焊接技术的发展进行了展望。 创新点： (1)以焊接位置分类介绍了动力电池部件在激光焊接过程中的缺陷种类和产生原因。 (2)按照工艺、光源和焊接顺序等分类总结了减少动力电池激光焊接缺陷的主要方法。 (3)归纳了智能化激光焊接技术在动力电池中的应用,并展望了其发展前景。     

《焊接结构制造》课程项目化驱动教学体系重构研究

《焊接结构制造》课程是材料成型及控制工程专业焊接方向的专业必修课,以阐述典型焊接结构产品在生产制造过程中的制备工艺及装备为主要内容,是该专业"产品研发链"为导向的课程体系中"产品制造"环节的核心课程.文中以焊接结构的制造工艺过程为载体,依据典型焊接结构(主要为球型压力容器)的一般制造过程,分析整理焊接结构制造的典型工作...     

焊接技术在金属结构修复中的应用和发展现状

焊接是现代制造业中最为重要的结构修复技术之一,焊接修复技术的发展对提高金属结构的可靠性和使用寿命有着极为重要的意义。论述了应用于金属结构修复中的钎焊、激光焊、摩擦搅拌焊等焊接修复方法的研究进展,分析了不同工艺的优缺点及应用领域;焊接工艺参数设计、性能检测和过程控制技术对焊接质量有重要影响,对应用于焊接过程的最新技术进行研究,为深入理解焊接过程中的复杂物理化学变化以及开发更高质量的焊接修复技术提供参考;系统梳理了焊后残余应力及变形的检测、数值模拟及控制方法,展望了焊接修复方法在金属结构中的应用前景。