复杂场景下的焊接智能制造中的信息感知与控制方法

针对机器人自动化焊接设备无法满足复杂焊接场景下的自感知、智能决策以及工艺鲁棒控制等难题，运用人工智能技术模拟经验焊工的观察、知识与行为，实现对焊接制造过程中的多模态信息感知、知识判断与智能化控制等行为功能，提出了智能化机器人焊接关键技术、焊接柔性制造系统的智能建模及其协调控制策略等，形成了焊接智能制造技术与系统的技术构成和理论架构，同时为解决其他材料成形工艺复杂过程的智能制造技术与系统实现提供了可借鉴的科学方法和技术实现途径。     

基于petri网的焊接柔性制造系统信息建模的研究

由于焊接柔性制造系统(FMS)的控制具有高度的复杂性，其信息资源的变化具有分布、并发和异步等特性，传统的控制方法很难进行有效的控制，利用petri网(PN)控制理论，能对系统的各种信息并发、同步等状态很好的利用而建立完整的模型。本文利用具有约束弧的焊接有色时间PN的方法对焊接柔性加工系统进行了建模(SWTCPN模型)，并在理论上给出了其分析，证明了模型的正确性，也拓展了petri网的应用范围。     

基于多智能体由开放式CNC构筑网络制造系统

本文在分析先进制造系统特点的基础上，给出了一种基于MAS的车间控制系统结构模型，讨论了模型中不同智能体的功能与作用。并利用开放式数控系统和Intranet组成的DCN系统具有硬件成本低、软件开发费用少、性能好等优点，在该体系结构的基础上构造了一种网络车间制造系统。     

汽车后桥壳总成自动化焊接生产线的研制

介绍了微型／越野车后桥壳总成自动化焊接生产的工艺流程．自动化焊接生产线的设计恩想．结构原理、特点以及控制、管理系统，证明了该焊接生产线及设备是一套适用于微型／越野车后桥总成焊接生产的自动化程度高、生产效率高、控制、管理方便的设备。     

铸造企业实施WFMS的可行性分析

WFMS(Workflow Management System,工作流管理系统)是将具体的业务流程分解成多个任务或角色,按照一定的规则和过程来执行这些任务并对其进行实时监控的计算机软件系统。简述了WFMS的特点和铸造企业的管理概况,并对铸造企业实施WFMS的可行性及难点进行了分析,最后结合一个在该系统中设计运行的采购业务流程实例,说明了WFMS能够方便企业设计优化内部业务流程,提高企业的工作效率和业务管理水平。     

熔化极气体保护焊的高效化研究

对高效焊接的高速焊(用于薄板焊接)和高熔敷率焊两种焊接方法的产生背景、焊接特点、应用前景、研究现状及实现机理分别进行了分析和介绍.指出在自动化技术、人工智能理论等相关学科的长足发展为提高焊接生产率提供了充足的外部条件的同时,焊接方法自身生产效率的提高即成为影响焊接生产效率提高的主要因素.因此高效焊接方法的研究将成为今后焊接工艺研究的热点之一.     

管桩端板智能高效机器人焊接系统设计

基于当前管桩端板焊接中存在的问题,设计了一套智能高效的机器人焊接系统。介绍机器人焊接系统的总体构成、上料和焊接系统、控制系统硬件构成和焊缝视觉检测系统。该系统能够实现不同型号工件焊接的自动切换,从上料到焊接完成全过程的高度自动化以及准确检测焊缝位置和宽度的智能化。     

基于FMS的自动化输送线设计与研究

介绍了基于柔性制造系统(FMS)的自动化输送线单元,包括皮带输送机、辊筒输送机、转角输送机等组成部分的机械结构、电气系统设计,以及通过ProfiBus-DP总线实现总控制单元对其进行监控和操作.通过实际运行证明,文中所构建的自动化输送线单元完全满足在柔性制造系统中的高效实用要求.     

基于MAS技术的开放式数控系统软件体系结构的研究

文章详细分析了开放式数控系统的特征,指出了传统系统构建方法在满足数控系统智能化需求上的不足.在上述理论研究的基础上提出了基于多智能体技术(MAS)的开放式数控系统软件体系结构,并以两个典型智能体为例,论述了系统中各智能体的功能结构和设计方法,最后对系统中各智能体间的通信机制进行了研究和设计.引入多智能体技术,为构建开放式系统提供了一种可行方法,对深入研究开放式数控系统体系结构具有一定的参考价值.     

SC-NH1螺旋焊管激光自动跟踪系统的应用

为了在螺旋焊管焊接的动态过程中实现自适应控制和智能控制,确保焊接过程的稳定性,提高焊接质量和焊接自动化水平,胜利钢管有限公司在螺旋焊管生产线上采用了SC-NH1激光自动跟踪系统。介绍了该自动跟踪系统的特点、构成、工作原理及过程等。该系统投入使用后获得较好效果,使焊接生产实现了自动化、智能化。     

点焊柔性加工系统多智能体的协调控制

介绍了一个应用多槽能体系统来实现点焊机器人柔性加工系统的协调控制。系统由一台有多智能体软件系统运行的工业计算机、一台点焊机器人、三个自动夹具、点焊电源系统以及水冷系统等周边设备构成。针对点焊柔性加工系统的特点，构造了具有任务管理智能体、通信管理智能体以及与物理设备相对应的多个节点智能体的多智能体控制系统。该多智能体系统采用黑板结构，通过集中式的网络结构以及协商的合作协调机制在系统中进行资源分配，规划生产任务，监视资源运行，以便充分利用系统资源。最后对该点焊柔性加工系统进行了图形仿真试验。     

Petri net based modeling and analysis for weldingflexible manufacturing cell

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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。     

《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...     

柔性再制造修复系统及标定技术

介绍了一种柔性再制造修复系统原型,利用基于立体视觉技术与结构光技术的手持式扫描仪和基于6自由度机器人技术的焊接修复机器人,搭建系统工作平台。介绍了现场两步法标定步骤,通过至少3个不同姿态和辅助平面来标定焊枪位姿。利用扫描过程中使用的定位标记点的固定特性完成了扫描系统坐标系与焊枪修复机器人坐标系之间的标定。在标定完毕的系统上,对A3钢板进行等离子焊接修复,得到其多层多道的快速修复成形表面平整度低于0.5 mm,从而验证了系统的可靠性和有效性。     

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     

基于电弧的多能场复合增材制造技术研究现状

增材制造主要分为激光增材制造技术、电子束增材制造技术和电弧增材制造技术。相较于其他增材制造技术和传统加工方式,电弧增材制造技术具有成形速度快、成本低、材料利用率高,以及成形件化学成分均匀且性能优良等优势,被广泛应用于大型金属零件制造。电弧增材制造因具有多样化的应用方向,可以满足不同标准零部件的加工制造,已经逐步成为当下主流的零部件加工技术。主要介绍了单一热源(如钨极)气体保护增材制造技术、等离子弧增材制造技术、熔化极气体保护增材制造技术、冷金属过渡增材制造技术和多能场辅助电弧复合增材制造技术,包括磁场–电弧、激光–电弧和电场–电弧等复合增材制造技术等。从宏观形貌、微观组织和力学性能3个角度出发,分析了工艺参数或工艺自身特性对增材制造成形件宏观形貌的影响,讨论了成形件显微组织演变机制及其力学性能,同时提出了单一热源与多能场辅助电弧增材制造技术在现阶段存在的问题,并给出了建议。     

虚拟焊接制造系统集成仿真方法

通过对焊接生产系统进行建模和仿真研究,基于虚拟制造技术提出虚拟焊接制造系统及其集成仿真模型的实现框架和建模方法;结合CAD(计算辅助设计)、CAE(计算机辅工程分析)、VR(虚拟现实)和离散事件仿真技术,对虚拟焊接制造系统的总体流程和系统的设计与布局、焊接专机及其它设备的选择和优化、焊接生产过程的静态与动态仿真、工艺参数优化和投资前的生产分析等主要环节进行了研究;通过具体实例详细论述和分析了构建虚拟制造系统的集成仿真方法,阐述了虚拟焊接制造系统仿真的关键问题,该方法为实际生产系统提供了有效分析工具,并用于指导生产实践。     

机器人搅拌摩擦点焊系统设计

搅拌摩擦点焊是一种新型固相焊接技术,机器人焊接是焊接制造业的主要发展方向,将搅拌摩擦点焊与机器人相结合,通过加工相应的焊接装置以及增加机器人的承载能力,设计完成机器人搅拌摩擦点焊装置,实现对搅拌针的精确控制。机器人搅拌摩擦点焊的控制系统是将机器人控制系统和搅拌摩擦点焊控制系统结合,在焊接过程中二者既能独立运行,又相互联系,实现搅拌摩擦点焊装置与机器人协同工作模式,从而实现无间断循环的焊接过程,提高焊接效率。通过实验对比分析机器人搅拌摩擦点焊与传统龙门式搅拌摩擦点焊焊接的工件表面成形和焊点力学性能,结果表明:机器人搅拌摩擦点焊系统实现了复杂结构工件的焊接,表面成形良好,无明显的焊接缺陷,且焊点结合强度与龙门式相当,机器人搅拌摩擦点焊系统具有良好的焊接性能。     

基于Profibus_DP的柔性制造系统的设计

为提高自己对外界环境变化的响应速度,国内外先进企业纷纷建造柔性制造系统。系统的实时通信是实现柔性制造系统的关键技术,针对传统柔性制造系统中通信方式的缺陷,文中提出了以现场总线Profibus_DP作为柔性制造系统的通信方式,构建了三层柔性制造系统的控制结构,探讨了一类主站和二类主站之间以及主站和从站之间的通信实现方法,最后通过JK_FMS柔性制造系统的开发,验证了该方案的可行性。