The validating and identifying of the droplet transfer character signal from arc light in oscillating wire feed mode

The character of droplet transfer arc light sense signal is studied and validated in oscillating feed mode. And a novel mini-photoelectric arc light sensor together with the controlling circuit used to automatically stabilize the signal range is developed. Further more the automatically identifying of the droplet transfer character signal from arc light is realized reliably.     

基于焊接的快速成形技术

近年来，快速成形技术（如SLA、LOM、FDM等）得到了快速的发展，基于焊接的快速成形技术因能获得组织致密的金属零件，从而得到工业界的广泛关注。回顾了当前基于焊接的快速成形技术的研究进展，介绍了与之相关的CAD模型切片算法、路径规划策略以及焊接方法、焊接工艺参数、成形过程监控等的发展状况及其对成形效果的影响；并对以后熔焊快速成形技术的研究方向做了预测。     

等离子弧金属快速成型设备控制系统设计

等离子电弧的弧柱温度高于普通电弧焊的两倍,且电弧发散非常小,等离子弧焊接时热影响区非常小,所以利用其进行零件制造时的成型精度高于其他电弧快速成型方法,并且不存在激光、电子束设备造价和使用费用高的缺陷,因此利用等离子弧作为热源进行快速成型制造成为研究热点。根据金属快速成型的主要特点和工艺流程,设计了等离子弧金属快速成型设备控制系统,该控制系统的控制核心为CP1H-PLC,配备了MT8-070i H3触摸屏、OMRON MY2N-J中间继电器单元。采用该设备进行实验,在合适的工艺条件下,成型件达到设计要求,证明该控制系统工作可靠、性能稳定。分析试验结果,初步掌握等离子弧金属快速成型工艺参数。     

Modeling of welded bead profile for rapid prototyping by robotic MAG welding

As a deposition technology, robotic metal active gas(MAG) welding has shown new promise for rapid prototyping (RP) of metallic parts. During the process of metal forming using robotic MAG welding, sectional profile of single-pass welded bead is critical to formed accuracy and quality of metal pans. In this paper, the experiments of single-pass welded bead for rapid prototyping using robotic MAG welding were carried out. The effect of some edge detectors on the cross-sectional edge of welded bead was discussed and curve fitting was applied using leat square fitting. Consequently, the mathematical model of welded bead profile was developed. The experimental results show that good shape could be obtained under suitable welding parameters. Canny operawr is suitable to edge detection of welded bead profile, and the mathematical model of welded bead profile developed is approximately parabola.     

三维焊接快速成形技术的研究现状及发展趋势

基于三维焊接的直接金属快速成形技术发展至今,以焊接工艺为技术依托,直接成形金属材料零件已成为三维焊接快速成形技术新的研究热点。总结了快速成形技术的国内外研究现状,阐述了该技术目前所存在的问题,以及提出了该技术目前仍然有待提高的方面以及在以后的研究过程中所需解决的问题。     

Effects of processing parameters on figuration during the GMAW rapid prototyping process

As a deposition technology, gas metal arc welding （GMAW） has shown new promise for rapid prototyping of metallic parts. During the process of metal forming using the arc of GMA W, low heat input and stable droplet transition are critical to high quality figuration. The effects of various processing parameters on figuration quality were studied in the experiment of GMA W rapid prototyping using the wire of ERSO-6 , including welding voltage, wire feeding rate, welding speed and so on. The optimal parameters for ERSO-6 are obtained. Simultaneously, it is verified that the rapid prototyping parts with favorable structures and quality can be achieved under the conditions of low heat input and stable droplet transition.     

基于冷金属过渡技术快速成形工艺

为了拓宽快速成形技术,采用冷金属过渡焊接快速成形方法以及建立的机器人快速成形系统,研究了焊接电流、焊接速度和不同焊接方法对焊缝的宽高比λ的影响,进一步研究了焊接电流、提升高度和焊接方法对多层柱体焊缝成形的影响,总结得出合适的焊接工艺参数并分析测试了快速成形试样的力学性能.结果表明,焊缝宽高比λ较大的焊接工艺参数有利于获得表面平整和尺寸精度较高的快速成形试样,合适的焊接工艺参数和焊接方法能够控制尺寸精度,获得性能优异的成形试样.     

铝合金MIG焊快速成形问题及计算机分析

基于熔化极惰性气体保护焊快速成形技术,引入激光热源,提出激光-TIG复合热源快速成形技术,并采用该技术制作铝合金墙体零件。结果表明:相比常规M IG焊,激光-MIG复合焊过程中电弧在激光的作用下,其作用范围减小,作用精度提高,稳定性增强,提高了零件表面质量和精度。     

铝合金焊接快速成形层间间隔时间分析

在焊接成形过程中,热输入的大小对成形零件的质量和性能有很大的影响.将控制层间间隔时间作为控制热输入的一种方法,以交流钨极氩弧焊(AC-TIG)为焊接热源,对5356铝合金进行了多层多道焊的快速成形试验,通过改变层间间隔时间,分析了不同的层间间隔时间对成形零件表面质量和组织相尺寸的影响.结果表明,在相同的焊接参数条件下,变层间间隔时间所成形零件的表面质量和组织相情况均优于等时间间隔时间的成形零件.     

双熔化极旁路电弧焊控制系统控制器快速原型实现

在介绍了双熔化极旁路电弧焊这种高效的焊接方法基础上,采用了基于xPC实时目标环境,建立了双熔化极旁路电弧焊实时目标的硬件平台,运用Matlab/Simulink工具开发了双熔化极旁路电弧焊控制系统的快速原型,并进行了不同控制器下的焊接特性及工艺方面的试验研究.结果表明,模糊控制器的控制效果优于九点控制器,且快速原型控制系统具有很好的快速响应性能,能较好地实现双熔化极旁路电弧焊过程稳定焊接,焊缝成形美观、飞溅小.     

基于焊接机器人的三维快速成形的方法研究

将RP技术与熔焊技术结合．依据焊接工艺的特点对切片和多径规划算法进行了研究，得出了根据不同类型零件使用不同路径规划算法的结论。据此。使用Visual C^ 基于UniGraphics二次开发的方式实现了切片、路径规划算法，完成了面向焊接机器人性速成形软件的编写，实现UG实体模型的切片、路径规划以及机器人数控代码的生成。利用MotoMan机器人远程控制接口软件包MotoCom32编写了用于机器人快速成形的远程成形控制软件。采用CO2气体保护焊成功实现了基于焊接机器人的典型零件的快速成形。     

基于小波变换的MAG快速成形焊缝截面建模

提出一种基于小波变换的焊缝截面形态建模方法。基于小波变换模极大原理提取了典型焊缝截面轮廓,分别采用三次样条、带约束的三次样条以及B样条曲线方法对提取的焊缝轮廓进行插值,并基于最小二乘法对插值后的焊缝边缘轮廓进行了数据拟合,得到了焊缝轮廓数学模型。结果表明,采用小波变换提取焊缝截面轮廓是可行的,带约束的三次样条曲线过渡平滑、无突变点,在该试验条件下得到的焊缝截面轮廓数学模型为正弦曲线。     

Research of novel oscillating wire feeding system using the AC servo motor

With the background of the control of additional mechanical force droplet transfer in MIG/MAG welding, regarding the AC servo motor as core, a novel oscillating wire feeding system has been developed with excellent performances of control and dynamic acceleration which is tested. System constitution and operation principle are introduced in this paper. Influences of parameters on dynamic acceleration performance are analyzed and discussed emphatically, such as oscillating frequency, oscillating amplitude and draw-back speed. Experimental result indicates that according to the technique of welding control, the novel wire feeding system responds rapidly to various kinds of control orders of wire feeding and draw-back, and realizes flexible control of welding wire axial movement, including dynamic shifting ,oscillating and so on.     

熔融沉积快速成型软件系统的开发

利用VC++2005.NET作为编程工具,开发了熔融沉积的快速成型软件系统,可进行STL文件的读取、分层处理、填充、自动添加支撑结构以及生成CLI文件等,提出了基于分组排序和对边求交的分层处理算法、基于扫描线比较的自动支撑设计算法和基于交点排序的分区扫描算法,给出了相应的应用实例。     

新型水下焊接电源及送丝机构的研究

研究了一种新型的水下焊接系统。系统中孤焊电源输出阶梯型的外特性，送丝系统采用脉动送丝方式。在单片机控制下，脉动送丝波形与外特性同步调控。在停止送丝阶段，单片机夸电源输出电压为峰值，焊丝在此电压下返烧并形成熔滴。送丝脉冲到来的瞬间，电源输出电压切换为基值。熔滴依靠送丝动量向熔地方向前进，最终向熔池过渡，随着焊炬的移动而彤成一道焊缝。实验结果表明，使用这个系统进行气体保护药芯焊丝水下湿法焊接时，电压、电流波形均匀工整，短路过渡频率受控，焊接过程稳定，水下焊缝成形较为美观。     

TIG焊三维焊接快速成形系统的研究

采用TIG焊三维焊接直接制造金属零件的快速成形方法是一种新型的制造工艺，针对TIG焊三维焊接快速成形方法研究过程中所遇到的一些问题进行了分析和研究，并在此基础上提出了用数字焊机和CCD视觉传感器来解决这些问题的方案，同时对于该系统的总体结构和成形机理进行了较为详细的阐述。     

管道全位置自动焊机的专用电源及焊接工艺

管道窄间隙全位置焊接过程中,在接近仰焊位置容易出现焊接缺陷,制约了管道施工的质量和效率.文中针对管道自动焊仰焊位置成形差、可靠性低的问题,分析P-GMAW过程送丝速度、弧长修正、导电嘴到熔池距离等因素对熔滴过渡的影响规律.结果表明,增加弧长修正系数可以增大电弧对侧壁的热输入,能够缓解侧壁熔合不良的问题,但会使熔滴过渡路径难以控制.因此当焊枪运动到仰焊位置时,提高送丝速度有利于获得更小的熔滴、更高的过渡频率;降低导电嘴到熔池距离,可以增加电磁力、减小熔滴尺寸,从而更有利于仰焊位置熔滴向熔池的过渡,研究结果对于管道窄间隙焊接的工艺设计具有一定的指导意义.

     

快速成形系统中STL文件切片算法的研究

快速成形系统中普遍使用STL文件作为数据输入格式。本文通过分析STL文件存在的各种微小特征,如尖角、凹角、扁平面等,以及台阶效应对零件成形精度造成的影响,提出了一种可获得最佳分层厚度和可正负误差补偿的切片算法,该算法比较适合用于变层厚的快速成形工艺。     

快速模具制作工艺在样车试制中的应用

结合汽车开发流程,系统地研究了样车试制阶段非金属快速样件的制作工艺,详细介绍了仪表板快速模具的制作过程,展示了硅橡胶和环氧树脂软硬结合快速模具制作工艺在大尺寸内外饰样件上的应用,指出快速模具制作工艺不但可以节约整车开发过程中PT样车阶段汽车内外饰样件的制作成本,而且还能有效缩短整车开发周期。     

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.