超声波传感器在波纹板折线焊缝跟踪中的应用

采用Banner公司生产的超声波传感器,分别在3种速度下跟踪波纹板一个波纹周期,通过TMS320LF2407A对传感器输出信号进行采样.采用快速傅里叶变换(fastfourier transform,FFT)分析采样数据,获取目标信号和干扰信号频率范围.设计了But-terworth数字滤波器,经滤波后发现,3种速度下波形一致,且在波纹板槽面与斜边交接处的折弯位置信号变化明显,而在顶面与斜边交接处的折弯位置信号变化会出现延迟或超前现象.根据超声波的传播特性分析这一现象,选择前者为检测对象.在500脉冲/s的速度下从固定起始点重复跟踪该折弯位置.结果表明,信号突变点即对应折弯位置,检测误差范围为-0.60~-0.04 mm.     

折线焊缝跟踪数据融合

集装箱生产过程自动化的主要困难是波纹板与各梁之间的折线焊缝,12m长的波纹板各段的尺寸及角度在冲压成形时不可避免地存在误差,需要利用传感器实时检测波纹板各段的折弯点,才能实现焊缝跟踪。激光传感器检测各段波纹板槽与部分斜边,超声波传感器检测各段波纹板槽与顶,利用模糊贴近度对两传感器的检测信息进行融合处理,以避免传感器本身因素和环境因素造成传感器的测量值与目标值之间存在着不确定性的误差,获得较准确的折弯点位置。试验结果表明,测量值与目标值差小于0.5mm,满足焊接要求。     

示教式焊接跟踪全位置管道焊机的研制

在采用了一种绝对编码式360°倾角传感器作为轨道式全位置管道焊机旋转机头所处角度位置传感器的基础上,提出了全位置管道焊机的示教式焊接跟踪控制方案,开发出了焊前坡口中心位置信息预先提取及焊接时焊枪运动轨迹控制的单片机控制系统硬件电路,在此基础上成功研制了这种具有示教式焊接跟踪功能的全位置管道焊机,为实现管道焊接真正意义上的全自动控制奠定了重要基础.     

一种360°倾角传感器在全位置焊接设备中的应用

引进并说明了一种名为A2I的绝对编码式360°倾角传感器的原理和组成,并在全位置管道焊机上进行了应用。结果表明,该传感器原理简单,角度位置传感精确,焊接条件下输出位置信号无振动现象,且体积小、质量轻,完全满足各种全位置焊接设备对位置的传感要求,达到随时改变焊接参数的目的。     

旋转电弧传感器跟踪波纹板角焊缝研究

针对类似集装箱波纹板的角焊缝焊接难题,利用了一种能自动旋转的电弧传感器对波纹板角焊缝的自动焊接进行了研究。建立了在不同位置电弧传感器旋转时焊炬高度的数学模型,得到焊炬高度的变化规律。利用最小二乘偏差法和积分差值检测法分析焊炬的高度变化。试验过程中,将采集的旋转电弧焊接电流通过相应的滤波处理得到精准的数据,并利用最小二乘偏差法得出焊接偏差,利用积分差值进行焊缝折点的识别。     

弧焊传感器及传感系统(一)

1.前言为发展电弧焊接的自动化及智能化,传感器的应用是非常重要的。而传感器千差万别,其种类繁多,应用范围甚广。在焊接过程中,为跟踪焊缝,要测出坡口位置的信号时,适用于检测焊接始点和终点以及检测焊接坡口位置的传感器是多种多样的,而且有时由于焊接位置或焊接条件的变化,传感器也有可能失去作用。     

接触式自动焊缝跟踪传感器的研究

设计了一种接触式自动焊缝跟踪传感器。该传感器通过摆动将焊缝位置采集出来。通过计算进行信号分析来判断焊枪是否偏离焊缝位置，以便及时纠正焊枪位置，来保证焊接质量。     

基于FPGA的爬行式焊接机器人控制系统研究

大型结构的曲面焊缝轨迹是具有三维方向偏差的空间曲线,在焊接过程中焊件会产生焊接变形,传统的导轨式自动焊接设备无法准确地焊接曲面焊缝。设计开发了一套爬行式焊接机器人控制系统,以FPGA(现场可编程逻辑门阵列)作为硬件电路的主控芯片,通过RS232接收焊枪高度方向的激光传感器位置信号,并采用硬件描述语言(Verilog HDL)编写控制软件,通过定时采样插补实现了焊枪高度位置的自动调整,保证了CTWD(导电嘴到工件距离)的精确控制。焊枪横向位置可通过控制器上的按键进行手工微调,保证焊枪沿坡口中心运动,该控制器能保证焊接工艺稳定,焊接位置准确,焊缝成形质量好。     

摆动跟踪传感器在全位置焊接中的应用

根据全位置焊接和一般开坡口焊缝焊接的施焊特点,设计了一种接触式的摆动跟踪传感器,该传感器采用一种光电传感器作为获取坡口侧壁的信号,并且通过实现探针在与坡口侧壁接触时控制探针回摆,从而降低了探针的磨损。     

基于动态时空规整的系泊链闪光焊接在线质量评估

闪光焊接系泊链已经成为现阶段造船业高质量系泊链市场的主流. 针对闪光焊接在线质量评估问题,首先采集实际焊接过程中各种传感器信号;其次,提出了一种新颖的时空规整算法来量化闪光焊接过程中电流和电极位置信号的时空不相似度;然后,将得到的不相似距离矩阵嵌入到低维空间的特征向量中,并保留信号之间的原始不相似距离;最后,提出了KNN分类算法并引入K折交叉验证,对嵌入的特征向量(低维空间中的坐标)进行分类. 结果表明,文中提出的方法不仅能够用采集的传感器信号进行实时的焊接质量评估,而且有效地揭示了闪光焊接过程的质量差异.     

窄间隙埋弧焊的磁控与电感复合式焊缝跟踪方法

针对窄间隙埋弧焊焊缝横向和高低跟踪中存在的问题,设计一种基于电感原理的新型电磁传感器,通过初级线圈磁场控制电弧摆动扫描焊接坡口,采集电流信号经过单片机处理后获得焊枪的左右偏差,控制左右调节滑块的水平运动,能够较好地解决窄间隙焊缝焊接时侧壁不易熔合的问题;通过次级线圈感应电动势的变化反映焊炬的高低位置信息,实时识别焊枪相对焊缝的高低偏差,根据焊枪高低位置变化情况,进行PID算法设计,使系统能够快速平稳实现左右和高低双向跟踪. 结果表明,该传感器结构简单,灵敏度高,抗干扰能力强,为厚板窄间隙埋弧焊的跟踪提供了一种新的解决方案.     

TIG焊变频电流下熔池谐振检测与研究

建立基于弧光传感的试验系统,在定点电弧在连续行走电弧下,利用频率线性变化的变动焊接电流对薄钢板ＴＩＧ焊熔池进行激振,当熔池固有振荡频率同激振电流频率一致时,熔池发生谐振。通过对电弧弧光采样数据幅值提取,检测出熔池振荡特征信号并可证明为熔池谐振信号,可用于实时判断焊接熔池尺寸信息,为解决连续行爱控制开辟了一条新途径。     

基于线结构光扫描的机器人GMAW自适应规划方法

针对弧焊机器人在中厚板焊接中的应用,研制了一套激光视觉传感器,基于FANUC机器人TCP/IP协议,开发了传感器与机器人控制器之间的通讯平台。以厚20 mm的Q345单V型坡口机器人GMAW为例,结合机器人手眼标定、线结构光平面参数标定结果,实现变间隙焊道参数自适应规划及多层多道自动编排,结果满足机器人中厚板自适应焊接要求。     

基于旋转电弧传感的空间位置曲线焊缝跟踪

采用空心轴电机驱动的旋转式扫描焊炬作为电弧传感器，以示教再现式弧焊机器人为控制对象，介绍了焊缝跟踪系统的组成。以理想状态的旋转电弧传感信号处理方法为基础，研究了平焊、横焊及立焊位置焊缝偏差的识别方法。采用模糊控制方法，设计了机器人焊缝跟踪控制系统。实现了空间曲线焊缝的自动跟踪，大大提高了示教再现式弧焊机器人的自动化程度。     

一种基于激光测距波纹板机器人自动焊接轨迹恢复方法

基于国内外波纹腹板H型钢机器人自动焊接研究情况,提出了一种机器人自动焊接波纹板的新方法. 基于工控机系统可离线编程及运行过程中实时存储数据的优点和机器人多自由度的良好可达性,通过编程使工控机与机器人之间实现交互通信,借助编码器和传感器外部设备与采集卡配合使用实现数据的采集与存储. 利用改进后的限幅滤波算法处理数据,将处理后的数据传输至机器人,机器人执行程序文件,从而实现波纹腹板H型钢的机器人自动焊接. 结果表明,该方法是可行的,且具有很高的实用性,旨在为将来波纹腹板H型钢的自动化焊接发展提供一个参考.     

电容电感复合桥式焊缝跟踪传感器

针对平板对接焊的错边问题,提出了一种组合电容和电感复合桥式焊缝自动跟踪方法,并设计了传感器的结构.这种复合桥式焊缝跟踪传感器利用电容对极板间距变化的灵敏检测和电感对边缘变化的灵敏检测,可以确定焊枪横向和纵向的位置关系.具有非接触、灵敏度高、抗干扰能力强、响应速度快、工作可靠的特点,并能在一定程度上克服平板对接焊的错边问题.最后,自行搭建了简单的平台进行了焊缝跟踪试验,效果良好,为焊缝自动跟踪技术提供了新的方法.     

基于激光视觉的机器人中厚板焊接规划

针对中厚板机器人自动焊接出现的易形变、定位误差大等问题,基于激光视觉的机器人中厚板焊接规划系统,提出了一种不同角度自适应的多层多道焊接规划方法.以PLC作为中继,在接收机器人位置信息等信号后,计算机获取激光传感器采集的点位信息,并按照预定算法进行系列规划处理,进而控制机器人完成空间位置及姿态调整,实现中厚板自动焊接.以...     

基于组合激光结构光的多功能视觉传感器

提出并设计了一款基于组合激光结构光的新型多功能单目视觉传感器,介绍了其研究开发思路和结构设计过程. 基于单目视觉和单幅图像处理,可实现焊接坡口截面尺寸、焊枪高度和空间位姿检测等功能. 传感器的标定充分利用了其内部固有参数,在焊枪空间位姿发生变化时,不需要进行重新标定,有效提高了其应用于复杂结构件焊接时的适应能力. 组合激光结构光的应用,有效解决了常规单目视觉存在的深度方向信息丢失问题. 针对V形坡口的截面尺寸和焊枪高度检测,推导了检测算法并进行了试验验证. 试验结果表明,最大检测误差不超过2.1%.