五自由度激光焊接器智能控制系统设计

激光焊接装置能够焊接难焊的薄板合金材料,且具有构件变形小、接头质量高、重现性好、易于进行自动化控制实现柔性加工和智能加工等优点.为优化智能焊接系统,设计了具有五个自由度的集成激光焊接装置.该系统解决了传统激光焊接设备对工艺参数调节困难和自动化程度低等技术缺陷.仿真与试验研究表明,该系统满足了设计要求.     

焊接温度场图像的获取及焊缝提取

叙述了焊接温度场检测系统的焊接温度场灰度图像的获取，简述小波变换用于检测边缘的原理，论述了小波变换在焊接温度场灰度图像中识剐焊缝位置的具体方法。研究结果证明：该焊缝识剐的方法优于传统的检测方法，具有更好的去噪性能，可以准确地识别焊缝的位置。     

机器人遥控焊接虚拟环境标定实验研究

通过标定精度影响因素分析实验，得出了机器人遥控焊接虚拟环境标定系统的一组最佳实验参数．分别针对3种不同焊缝类型工件进行虚拟环境标定实验，完成了虚拟环境中机器人模型和工作环境模型之间位姿关系的标定任务．实验结果表明，虚拟环境标定系统达到了较高的定位精度，可以满足遥控焊接过程中局部自主焊接准备工作的需要．     

轮履式焊接机器人十字滑块位置信号检测技术

焊接机器人的控制精度是决定焊接质量的关键因素，提高检测精度是提高控制精度的主要途径。增量式光电编码器是一种广泛应用于位置检测的传感器。针对提高增量式光电码盘位置检测的精度，详细分析了对光电码盘输出信号四倍频及判向处理的原理，并给出了相应的的电路和计数电路，实现了轮履式机器人系统闭环控制。实验结果表明该电路具有简单、可靠、精度高的特点。     

多微处理器地管道焊接自动控制系统中的应用研究

建立了基于多微处理器的管道全位置焊接自动控制系统,描述了其系统结构、工作原理和软件设计,通过串行通信,PLC和单片机之间实现了对焊接参数的协调控制,还介绍了串行通信的硬件电路、PLC系统设置和系统抗干扰措施等,实验表明,该系统运行可靠,能有效提高生产效率,具有重要的工程应用前景。     

多微处理器在管道焊接自动控制系统中的应用研究

建立了基于多微处理器的管道全位置焊接自动控制系统,描述了其系统结构、工作原理和软件设计。通过串行通信,PLC和单片机之间实现了对焊接参数的协调控制。还介绍了串行通信的硬件电路、PLC系统设置和系统抗干扰措施等。实验表明,该系统运行可靠,能有效提高生产效率,具有重要的工程应用前景。     

分形理论在焊接图象处理中的应用

针对焊接过程中的图象处理问题，如检测焊缝边缘位置和确定焊接熔池的边缘大小和形状等问题，由于传统图象处理方法易受噪声和其他干扰信息的影响，因此很难准确及时地处理图象，为了克服此弱点，在比较了焊接过程中图象处理的微观算法和宏观算法的基础上，提出了运用分形理论的综合图象处理方法，该方法是根据焊接过程图象的特点，首先利用图象边缘的分形特征来进行区域分割，以便检测出图象边缘所在的模糊区域，然后用边缘检测方法的Laplace算子和最小二乘法拟合曲线来识别出图象的边缘，同时用该方法进行了实时焊接图象处理实验，实验结果证明，该方法不仅能准确识别出焊接焊缝或熔池图象的边缘，而且节省了图象处理的时间，为焊接过程的实时控制提供了可靠的信息。     

CO_2焊接基于模糊的电流波形控制系统研究

针对ＣＯ２焊接存在的问题，提出了ＣＯ２焊接基于模糊的电流波形控制方案。基于模糊控制理论和大量ＣＯ２焊接工艺实验结果，对ＣＯ２焊接基于模糊的电流波形控制系统进行了研究，并对其进行了８０９８单片微机程序设计；应用该系统对碳钢ＣＯ２焊接进行了应用研究，实验结果表明，达到了设计要求。     

移动焊接机器人及混合控制

针对目前焊接系统自动化程度低、控制方式单一等特点，介绍了一种采用旋转电弧传感器的移动焊接机器人系统，给出了相关部分的原理和结构；针对该机器人，设计了含多种控制方法的混合控制器。整个系统采用模糊控制、PI控制、bang-bang控制相结合的方法，对控制策略进行了分析，通过实验论证了系统整体的性能。     

管道焊接机器人焊枪姿态智能控制系统

该文提出了一种基于专家系统的焊枪姿态智能控制系统,用以解决管道焊接机器人焊枪姿态控制问题。系统中采用ADXRS300微机械陀螺作为焊枪位置传感器,获取焊枪的空间位置后,通过专家系统的经验推理,得到合适的俯仰角,并采用DSP作为控制器驱动焊枪俯仰角步进电机动作,实现对焊枪俯仰角的实时调节。实验结果证明,利用专家系统对焊枪姿态进行智能控制是可行的,可以提高焊接质量。该系统具有广泛的应用前景。     

焊接机器人焊缝自动跟踪系统

本文提出了一种焊接机器人焊缝自动跟踪系统用以实现焊枪对焊缝的实时自动跟踪。系统中应用激光焊缝传感器测量焊缝的位置,并采用Fuzzy-P双模分段控制进行焊缝的纠偏。DSP作为系统的核心控制器产生控制信号,驱动焊枪横向步进电机和纵向步进电机动作,调整焊枪实时跟踪焊缝。实验证明,基于双模控制的焊缝自动跟踪系统可以实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪。该系统完全满足实际焊接工程的需要。     

基于双模控制的焊接机器人焊缝自动跟踪系统

该文提出了一种基于双模控制的焊接机器人焊缝自动跟踪系统.系统中应用新一代激光焊缝传感器测量焊缝的位置,并采用Fuzzy-P双模分段控制进行焊缝的纠偏.系统中采用DSP作为核心控制器产生控制信号,驱动焊枪横向步进电机和纵向步进电机动作,实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪.实验证明,基于双模控制的焊缝自动跟踪系统可以实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪.该系统完全满足实际焊接工程的需要.     

三维焊接坡口轮廓图像测量系统

开发了一种三维焊接坡口轮廓图像测量系统，该系统基于光栅莫尔条纹投影原理，由LD、光栅副、滤光片、面阵CCD（Charged coupled device）及DSP图像信号处理等部分组成。分析了在恶劣的焊接现场条件下，莫尔条纹投影到焊接工件表面的噪声产生机理，提出并采用了中值滤波方法对采集的原始激光焊缝图像信号进行平滑处理。由CCD采集到的焊接坡口表面变形的莫尔条纹二维激光图像，经过图像信号处理软件后恢复焊接坡口的三维轮廓图像，获得焊缝中心、深度、宽度等参数的精确尺寸信息。该测量系统经过在轻便型焊接机器人上试用，其测试精度、实时性基本能满足要求。实验结果表明该方法简单可靠、效果明显。     

焊接工艺在线规划专家系统

本文研究开发了一个弧焊机器人焊接工艺专家系统． 该系统实时性强、可靠性好，可以根据焊接初始条件制定合理的焊接工艺参数，实现焊接工 艺的在线规划设计．     

RV12L6R焊接机器人运动学及计算机仿真系统研究

本机器人仿真系统是为焊接ＩＶＥＣＯ汽车横梁而研制的，本文在对ＲＶ１２Ｌ６Ｒ焊接机器人结构分析的基础上，建立了运动学模型，并给出了运动学正解、逆解．从图形学的角度，对机器人工作空间实施三维图形仿真，并用三维造型技术集机械手、转位工作台、工件三位一体，来表示机械手复杂的位置、姿态信息．解决了目前国内外学者对机器人运动学仿真系统的研究主要集中在运动学算法［１～５］及简单的二维图形仿真研究上［８～１５］的问题，这里提供了一套通用的方法，同时为转位工作台的设计安装提供了依据．最后在运动学解的结果基础上，给出了横梁焊接示例程序；本系统已成功的应用于ＩＶＥＣＯ横梁焊接．     

基于图像识别的AH36钢激光焊缝节点定位技术研究

激光焊接过程中，强光导致焊接节点的视觉图像质量较低，降低了定位准确性。为了优化特殊材质的激光焊接节点定位精准度。以AH36钢为例，设计一种激光焊接节点视觉定位方法。在获取AH36钢的激光焊接节点区域图像后，通过EGDNet算法获取焊接节点边缘图像。利用Shi-Tomasi算法检测焊接边缘图像的角点，计算节点在AH36钢激光焊接图像中的位置坐标，完成AH36钢激光焊接节点定位。实验结果表明，该方法的焊接节点采集质量高、定位精度高、定位效率高。     

基于PLC技术的焊接机器人主从协调运动控制系统研究

焊接机器人运动控制系统的控制功能直接决定了焊接工作质量,利用PLC技术优化设计焊接机器人主从协调运动控制系统。在系统硬件设计方面,装设位置、速度、旋转电弧等传感器设备,利用传感数据检测焊接机器人实时位姿。在考虑焊接机器人组成结构、工作原理以及动力驱动方式的情况下,构建焊接机器人的数学模型。结合当前位姿和控制目标之间的位置关系,规划焊接机器人主从协调运动轨迹,在约束条件的作用下,利用PLC控制器生成控制指令,作用在改装的焊接机器人驱动器上,实现系统的焊接机器人主从协调运动控制功能。通过系统测试实验得出结论：与传统控制系统相比,优化设计系统的速度控制误差、姿态角控制误差分别降低了0.075mm/s和0.38°,在优化系统控制下,主从焊接机器人的运动轨迹与规划轨迹之间无明显差异。     

基于TMS320C2407DSP的焊枪摆动器的硬件设计

提出了一种基于TMS320C2407DSP芯片的管道焊接机器人焊枪摆动器。系统中采用TMS320C2407DSP芯片作为控制核心，根据遥控器的摆动焊接方式多路开关所设定的摆动焊接方式，控制行走电机和焊枪摆动电机的运动，使两者有机结合实现设定的摆动焊接方式：并可以实现焊枪摆速、摆幅、左右滞时的任意调节。实验结果证明：基于DSP的焊枪摆动器是正确可行的．可以提高焊接质量。该系统具有广泛的应用前景。     

马鞍形焊缝焊接控制系统设计

针对现有大型压力容器的马鞍形焊缝手工焊接存在的效率低、劳动强度大、焊后一致性差等问题,提出了一种基于龙门式的马鞍形焊缝焊接机器人的设想,设计了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)的马鞍形焊缝焊接控制系统。该焊接机器人以龙门架作为机器人本体的支撑和移动构件,满足了不同规格筒径的马鞍形焊缝的焊接需求。通过机身回转机构和焊枪上下提升机构,完成马鞍形焊缝水平面的圆周运动和马鞍形焊缝的落差运动,在机身回转机构和焊枪上下提升机构的共同作用下,实现了马鞍形焊缝的焊接。控制系统采用PLC和触摸屏的设计方式,既保证了系统的安全性,又增加了控制的灵活性和操作过程的可视化。试验结果表明,该控制系统焊接过程性能稳定、可靠性高,实现了大型压力容器马鞍形焊缝焊接自动化。     

LED实时焊接系统软件构件通信方法与设计

LED焊接系统的硬件构成复杂,采用了功能构件的思想对系统进行设计,为了保证系统的实时性要求,不同的构件之间采用了不同的通信方式,对于消息通信方式,给出了消息的分层设计结构,针对硬件通信方式,给出了硬件通信协议的设计方案;系统的最后运行能够达到性能需求.