管道全位置焊接机器人人祝交互系统

在介绍最新研制的管道全位置焊接机器人系统的基础上,着重研究其人机交互系统,包括上位机焊接参数管理专家系统、焊接参数液晶输入输出模块、焊接参数手控盒输入输出模块.该人机交互系统分别从不同角度满足了用户对焊接机器人的控制需求,极大地方便了用户的操作和使用.     

带激光踪的焊接机器人系统在铝合金油箱焊接中的应用

采用Meta激光跟踪系统,配合Motoman机器人接口软件,实现激光自动跟踪装置联动控制,解决了铝合金油箱在进行端盖双环缝焊接时,工件出现焊缝不规整,有偏移现象,容易出现焊偏、焊穿、咬边现象的问题,使整条焊缝质量具备良好的一致性.机器人焊接工作站采用H型双工位焊接方式,提高了机器人的利用率,同时也提升了生产能力.将焊接机器人应用到铝合金油箱焊接中,大幅提高了焊接质量和效率,改善了产品品质和可靠性.采用三菱PLC做主控制器,配套触摸屏.在触模屏上选择工件类型,通过外部起动方式调用工件类型对应的机器人焊接程序,操作方便实用.     

钢结构数字化全功能焊接机器人研制

针对钢结构复杂现场的自动化焊接作业需求,开发出四自由度移动焊接机器人.在机械方面进行了小型化、轻量化、模块组合化的设计,解决现场高空作业的快速安装调试和高空搬运的需求;在控制方面,采用焊缝再现示教、参数管理专家数据库、坡口规划数据库等技术,解决野外作业的坡口轨迹跟踪、焊接参数和电源参数的协调控制、大厚钢板坡口自动排道的多层多道焊接等实际问题,并进行了大量焊接试验、工艺评定和产业化推广,建立样板工程.结果表明,所开发的机器人实现了真正意义的钢结构数字化全功能焊接,机器人结构简单轻便、自动化程度高、焊接成形好,焊接质量满足工艺要求,适合于现场安装焊接作业.     

管道全位置焊接机器人人机交互系统

在介绍最新研制的管道全位置焊接机器人系统的基础上,着重研究其人机交互系统,包括上位机焊接参数管理专家系统、焊接参数液晶输入输出模块、焊接参数手控盒输入输出模块。该人机交互系统分别从不同角度满足了用户对焊接机器人的控制需求,极大地方便了用户的操作和使用。     

Incoloy825镍基合金的焊接

我厂在生产合成氨装置的气化炉中采用了Incoloy825镍基合金.气化炉的设计压力6.9MPa,工作压力6.5MPa,设计温度270℃,工作温度252℃.鉴于气化炉长期处于高温、高压及腐蚀性介质下工作,其操作条件十分苛刻,因此对Incoloy825的焊接接头提出较高的     

高压干法GMAW电弧特性对焊接电源控制算法的影响

采用高压环境模拟舱对高压干法熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)进行了试验研究. 焊接电源采用数字增量型PID算法,在常压下进行控制器系数整定. 通过试验获得了环境压力为0.4,0.8,2 MPa时焊接电弧弧柱区的电场强度,理论推导了压力环境电弧特性的改变对焊接电源控制品质的影响规律,并将环境压力作为变量引入到控制器算法中. 采用常压下整定的控制器系数,在环境压力为0.8 MPa时,对算法改进前后进行了试验验证. 结果表明,改进后的焊接电源控制算法能够有效减少焊接电流的波动,从而提高了焊接过程稳定性,使焊接过程产生的飞溅尺寸和数量有所改善.     

焊接机器人在线示教

本文就焊接机器人在线示教方面进行了研究，当机器人处于零力控制状态下，操作人员（焊工）可以牵引机器人末端的焊枪对工件施焊，机器人实时记录整个示教轨迹及各种焊接工艺参数后，机器人根据这些在线参 数就能准确再现这一焊接过程，对缩短示教周期，提高焊接质量具有实际意义。     

以空气为舱内加压气体的钨极氩弧焊接

研究了1～700 kPa空气作用下的钨极氩弧焊接.气体爆炸试验表明,压缩空气虽然不爆炸但是显著助燃,高压焊接试验舱舱内设备需要采取抗燃措施.采用较大的氩气流量,可以实现高压空气之下良好的电弧和熔池保护.自动焊机用于舱内焊接时,解决了线缆密封、摄像系统适应性等特殊问题,此外,以弧长代替电压作为控制变量消除了焊接电缆影响.16Mn钢平板焊接试验证明,虽然不同空气压力、不同位置实现单面焊自由双面成形的工艺参数明显不同,但是,采用脉冲焊接均可以获得性能优良的焊接接头.     

高压环境下电弧电特性及管道焊接工艺的研究

利用自制的高压干法水下焊接模拟试验平台,首次研究了高压空气环境下的GTAW电弧电特性,研究表明:随着环境压力的升高,气体密度增大,电离度降低,弧柱电场强度增加,导致电弧静特性曲线上移.利用多元线性回归方法,建立了高压空气环境下的电弧电压教学模型,并在此基础上进行了高压模拟管道焊接工艺试验.研究表明,随着环境压力的增大,焊接电流减小,Ar流量增大.在0.1,0.3,0.5和0.7 MPa压力下,选用合理的焊接工艺参数,对于X56管线钢,均获得单面焊双面成形的良好效果.     

基于VISUAL C＋＋的工业机器人远程控制系统研究

提出了一种基于VISUAL C++的焊接机器人远程控制方法.该方法分析了ABB焊接机器人通信系统的软、硬件环境,调用机器人系统提供的动态库编写计算机与焊接机器人的通信程序,通过RS232串口,最终完成了针对ABB机器人远程控制的研究和开发工作,实现了机器人的系统集成功能.实践表明,该方法不仅适用于单个机器人的远程控制,对于多机器人构成的网络远程控制同样适用,可以实现一个操作人员控制多台机器人,便于规模化生产各种规则或异性的焊接工件,具有较强的工程应用价值,市场应用广阔.     

遥操作干式高压海底管道维修焊接机器人系统

干式高压焊接是既能保证焊接质量又易于实施的海底管道维修方法.基于目前的自动化技术水平和海管坡口制备难度大的现实,提出了基于高级焊工焊接知识和潜水员水下工作技能的遥控海底管道维修焊接策略.研制了一套干式高压环境管道全位置焊接机器人及其分置于水面母船甲板和水下干式舱的机器人焊接控制系统,研制了分别用于场景、坡口和焊缝的视觉监视系统,以及计算机远程信息采集监控系统,它们与水下干式舱系统一道构成了水下干式管道维修系统.还研究了干式舱充气气体种类、焊接电源特殊性和舱内引弧问题.利用先期在干式高压焊接实验室获得的海管焊接工艺完成了海上焊接维修试验,焊缝质量良好.

Abstract：

Among the available underwater pipeline repair methods, hyperbaric TIG welding technology may be the easier one to obtain better joint quality. Due to the low automation level and the bevel preparation difficulty, the repair welding should be conducted based on both the welding knowledge of the welder on deck and the operation skill of the diver. A tele-operated robot for all position hypetharic pipe welding was developed. In the specified case of underwater welding, the process was controlled by a surface based operator, a clear and real time image of the arc as well as the image of groove location were required. An observation system of three cameras for chamber, groove and weld was also developed respectively. All the necessary message of vision, welding current and arc voltage were collected and transferred to the surface by the developed computerized information system. The underwater pipeline maintanence system consists of the welding robot, observation system, the informarion system, together with the habitation. The chamber gas type, the welding power source and arc striking were also studied. With the welding proceedure developed in the hyperbaric welding laboratory, a good weld was obtained in a underwater pipe repair welding test at Bohai sea.     

海洋工程深水焊接新技术

在描述海洋工程深水焊接的意义与困难的基础之上,系统介绍了应用于深水的高压TIG焊接、高压MIG焊接和摩擦叠焊,对以空气为加压气体的高压TIG焊接、外加纵向磁场强化高压脉冲MIG焊接熔滴过渡的技术方案与实验系统设计、水下摩擦叠焊实验装置方案设计等做了研究工作.     

TIG弧焊机器人系统在宇航大型铝合金贮箱箱底拼焊中的应用

对TIG弧焊机器人应用于宇航大型铝合金贮箱底的拼焊技术进行了初步探讨，介绍了机器人系统的构成，研究了机器人的示教，再现过程，选定了焊拉工艺参数，认为弧焊机器人焊接宇航大型铝合金贮箱箱底有很好的应用价值与前景。     

高压TIG平板焊机研制

研制了一套应用于高压焊接试验装置的TIG平板焊机,该焊机由可变位焊接工装、焊接机头、焊接电源组成,可以通过焊接工装的角度调整实现利用平板试件模拟管道试件各个关键位置焊接的功能.特别是在焊机安装过程之中,解决了焊机应用于高压环境的密封问题.试验证明,该焊机可以成功地应用于高压环境下的焊接.     

干式高压环境对TIG焊接电弧温度的影响

干式高压焊接时,环境压力对焊接电弧的影响不容忽视.电弧温度是焊接电弧物理特性的重要参数之一,测定高压环境下的电弧温度对于深入理解焊接电弧在高压环境下的物理特性,从而寻求改善水下干式高压焊接质量的新途径有重要意义.介绍了电弧等离子体光谱诊断方法,对高压环境下的TiG电弧光谱进行分析,建立了一套切实可行的高压环境电弧温度测量方法.对高压环境焊接电弧温度变化规律进行了分析,建立了环境压力与电弧温度的函数关系式,并对试验结果进行了讨论.研究结果对于高压环境焊接电弧物理特性的研究具有参考价值.     

弧焊机器人用多功能TIG焊机的研制

研制了一台弧焊机器人配套使用的单片机控制的多功能ＴＩＧ焊机，采用司流源加逆变桥的组合式结构，以ＩＧＢＴ为功率器件，单片机为控制核心，实现了一机多能，可工作于直流ＴＩＧ焊、脉冲焊、变有性ＴＩＧ焊三种方式，满足弧焊机器人柔性焊接的要恰?     

基于TIG堆焊技术的低碳钢零件精密快速成形

建立了基于TIG堆焊技术的熔焊快速成形系统,包括焊接电源、TIG焊枪、送丝机构、数控机床、工控机和电压电流采集卡等.TIG焊机进行堆焊成形,数控机床控制焊机的行走并进行后续的切削加工,工控机采集焊接过程中的成形数据,进行反馈控制.针对低碳钢TIG堆焊成形过程中热量积累导致工件边缘塌陷的问题建立了电压反馈模糊控制系统.结果表明,在电压反馈模糊控制系统的辅助下进行堆焊可获得成形良好的墙体工件.进行了圆筒形状低碳钢零件的熔焊快速成形,在TIG堆焊的基础上进行了数控切削加工,获得了高精度的成形工件.     

弧焊机器人自适应简化数学模型

分析了熔化极Ar CO2混合气体保护坪中机器人焊缝自适应控制过程数学模型,运用这个模型可以时机器人熔化极和非熔化极惰性气体保护焊等的自适应过程进行控制。     

高气压环境下脉冲MAG焊稳定性及其电弧电压补偿

统计分析了不同环境压力下脉冲MAG焊的电流电压波形和数据,探讨了其概率密度分布规律与高气压环境下焊接电弧稳定性的关系. 结果表明,随着环境压力增大,能量损失加剧,焊接过程越不稳定. 为了获得高气压环境稳定的焊接过程,采用提高电弧电压的方式来补偿电弧能量损失. 在0.3和0.5 MPa压力环境下,电弧电压分别提高3和5 V时,焊接过程可与常压环境相当. 提高电弧电压方式对高气压环境下焊接稳定性的提高具有显著的作用,该研究可为高气压环境下脉冲MAG焊参数优化匹配提供理论依据与试验基础.     

开放式管道插接专用焊接机器人控制系统

针对管道插接形成的空间相贯线焊缝,开发了一套基于PC+PMAC模式的开放式焊接机器人控制系统.提出以焊缝位姿信息为基准的焊枪轨迹控制、焊枪姿态控制和焊接工艺参数控制的三位一体逻辑控制模式,实现了真正意义上的焊接机器人运动与焊接电源参数的集成化控制.提出连续参数控制和规划参数控制两种控制方法,建立了分层递阶结构的控制系统软件,实现了焊接过程的状态检测.结果表明,该控制系统适应性强,系统运行平稳可靠,能够很好的完成空间相贯线的焊接任务.