熔化极电弧焊多信息同步高速摄影

高速摄影是研究焊接物理的一种有效的测试技术 ,但目前没有解决多路信号与高速摄影胶片同步对应的问题。利用快速多路计算机数据采集系统配合相应传感器同时采集多路信息 ,利用高速摄影胶片记录电弧图像变化过程 ,设计专有的同步标度信号脉冲作为计算机多路信息与高速摄影胶片之间的同步媒介 ,成功地实现了多信息同步高速摄影。文中详细介绍了多信息同步高速摄影的原理、同步标度信号脉冲产生方式及其接口技术 ,并利用该装置成功地进行了光谱信息对熔化极气体保护焊熔滴过渡过程检测的验证。实践证明 ,多信息同步高速摄影是行之有效的 ,给焊接电弧过程的进一步研究提供了有力的试验手段     

基于VC++的焊接多信息同步采集系统

为了同步实时采集焊接过程中的各种信号,以进一步研究信号之间的相互关系以及对焊接过程的反映,提高焊接稳定性,本研究采用VC++动态链接库(DLL)技术开发了焊接过程同步实时多信息采集系统,详细介绍了同步实时多信号采集系统的实现原理、硬件系统的组成与构建和软件部分的程序编制与参数设置.铝合金脉冲MIG焊过程信号具有较好的代表性,故以此为例在该平台上进行实验,结果表明:该数据采集系统能实时同步反映焊接过程各信号的变化情况,为研究各种信号的相互关系以及时焊接过程的反映,进一步提高焊接稳定性并进行机理研究提供了一个有效的平台.     

基于被动视觉的焊接过程多信息检测系统

针对焊接过程控制的要求,提出了一种基于被动视觉的焊接过程多信息检测系统,系统由工业CCD摄像机、窄带光学滤光片、计算机系统等组成,窄带滤光片以弧光较弱的950 nm为中心波长,以减少焊接过程中弧光的干扰,获得清晰的焊接图像.在焊接过程中,系统通过视觉信息对焊缝、电弧、熔池和焊丝等进行实时检测,提取电弧摆动的中心位置偏差、幅度偏差和角度偏差等多个特征参数,以此对焊枪进行控制,使得电弧的摆动中心和焊缝中心一致,摆动平面和焊缝中心垂直,摆动幅度和焊缝宽度相适应,避免了焊接过程的夹渣和未熔透等缺陷,保证了良好的焊后成形质量.     

焊接过程高速图像和工艺参数的同步记录与分析

高速摄像和数据采集是研究焊接过程中电弧、熔滴过渡或熔池等动态行为的重要技术手段.采用同步控制拍摄高速摄像和数据采集的技术,建立了高速图像和工艺参数同步记录与分析系统.系统包括高速摄像机、同步信号发生器、高速数据采集装置及图像与波形同步播放软件.同步信号发生器可适用于20～200000帧/s的高速摄像同步与触发控制.基于PC的数据采集装置,在200kHz采样频率下可实现4路焊接参数的同步采集.结果表明,系统可作为焊接材料、工艺性能、过程控制等研究中对动态过程进行记录与分析的有力工具.     

多传感器信息融合技术在焊接中的应用及展望

针对单一传感器在提取全面反映焊接过程质量信息上的不足,提出了基于多传感器信息融合技术获取焊接过程状态信息的思想.介绍了信息融合理论及常用的信息融合算法,分析了焊接过程中使用的各种传感器,描述了当前信息融合理论在焊接过程中的应用情况,展望了信息融合技术在焊接过程中的应用前景.     

变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统

以研制的变极性TIG焊接电源为实验平台,采用记忆示波器、高速摄像救、光谱分析仪、焊接电弧动态分析仪,建立起变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统,同时采集焊接电流、电弧电压、电弧形态和电弧光谱等重要信息。并基于Visual C-语言开发的软件系统对采集的各种信息进行融合及分析。     

锥形管高速焊接系统

介绍了一种锥形钢管埋弧焊接系统。该系统具有自动定位和夹紧、自动焊缝跟踪、自动焊接及自动复位等功能，生产效率和焊接质量较高，是较大口径管材的理想焊接系统     

异型钢材高速焊接系统技术

介绍了多源钨极氩弧焊异型钢材高速焊接系统软／硬件设计、构成、性能和高速焊接工艺，此系统在型材轧制生产线上得到了应用。     

焊接电弧信息测试分析系统

以焊接电流、电弧电压、电弧光谱为信息源，开发了一套可进行信号采集、信号处理、信息提取的焊接电弧信息测试分析系统，并可实现同步高速摄影。研制的电弧电压、焊接电流传感器具有良好的强弱电隔离性能，良好的输出信号品质，很好地保护了采集卡及计算机。设计的电弧光谱传感器信噪比高，可得到品质良好的电弧光谱信号。基于Visualbasic语言开发的软件系统可采集多路焊接电弧信号，并可对采集的信号进行瞬时分析和统计分析，以提取有价值的焊接信息。     

CO2焊短路过渡过程的同步多信息分析及试验

采用高速摄像技术记录CO2焊的高速变化的短路过渡物理过程,利用计算机数据采集系统通过传感器采集多路信息,成功的实现了焊接电弧及熔滴过渡影像与电弧电压和焊接电流波形的同步控制,通过对照分析高速摄像所拍的影像和电信号检测法所得的波形关系,获得了所反映的焊接短路过渡过程信息,分析了CO2焊短路过渡过程的物理特征,提出了CO2焊短路过渡过程的不同阶段的合理控制方案,依此方案进行波控实验。实验结果显示,飞溅减少,焊缝成形改善。     

基于虚拟仪器的多信息融合电阻点焊质量检测系统研究

采用虚拟仪器技术和多信息融合技术建立了对铝合金点焊质量的检测系统。系统应用分形理论对焊接过程中采集的数据信息进行了处理,使用虚拟仪器工具编程提取了更能反映所采集信号统计特征和变化特征的盒维数。在对焊点质量与焊接过程中信息的盒维数统计物理关系的分析基础上建立了基于模糊控制理论的焊点质量判定系统。仿真实验结果表明,本系统能够准确地判定电阻点焊的焊点质量。与传统的电阻点焊质量检测系统相比,具有更加准确、快速和成本低廉的优点。     

机器人弧焊成形系统中离线自动编程

目前的机器人离线编程系统大多采用图形示教方式建立机器人运动路径,然而这种编程方式对于复杂路径来说工作量仍是相当大的,而且对于路径规划直接计算得出的机器人位置数据及弧焊操作指令无法方便地形成机器人程序(relative job,JOB).文中以弧焊机器人为对象进行了离线自动编程的研究.利用MOTOMAN机器人的相对JOB数据交换格式,实现了MOTOMAN机器人相对JOB的离线自动编程,自动生成机器人程序.离线自动编程模块通过ODBC接口从弧焊成形系统中相应的规划数据库取得指令代码及数据,充分发挥数据库的优势,有利于离线编程系统的扩展.结果表明,研究的离线编程运行稳定,机器人动作连贯,焊接路径与设计吻合.     

嵌入式弧焊信息处理系统

为了实时记录并存储焊接参数、实现焊接生产监测与管理,采用嵌入式控制器开发了弧焊过程信息处理系统,搭建了由信号调理电路、主控芯片、时钟芯片、存储芯片和通讯接口组成的弧焊过程信息处理与记录系统,设计了弧焊信息处理软件,实现电弧焊接生产过程多参数的采集、处理、存贮和传输等功能。该系统可直接用于电弧焊生产现场,记录和管理焊接过程参数,帮助管理人员监督焊接生产,统计焊接工作量和溯源焊接质量问题。     

弧焊机器人MOTOMAN—UP20离线编程系统

弧焊机器人离线编程系统(Offline-Programming system for Arc Welding Robot)是目前机器人研究领域最活跃、最前沿的研究方向.介绍了国内外弧焊机器人离线编程系统的发展现状和发展趋势.以Motoman-UP20弧焊机器人为例,集成了机器人通信模块MOTOCOM32和运动学仿真模块ROTSY并同步导入马鞍形工件,不仅能单步生成作业指令,且可自动生成作业程序,并对焊接过程进行了离线仿真试验,验证该系统切实可行.此外介绍了弧焊机器人离线编程系统的构成.     

弧焊机器人柔性再制造系统

建立了一个弧焊机器人柔性再制造系统,该系统由测量、建模和离线编程三个子系统组成,可以自动获取废旧零件的表面信息,建立再制造模型,并生成焊接再制造程序,完成废旧零件的再制造过程.介绍了系统的硬件结构和各个子系统的工作原理.系统适用于缺损表面为二次曲面的工件,对不同缺损程度的工件的再制造可以自动进行.对某车辆的扭力轴进行了试验验证,结果表明该系统是可行的.     

管道电弧声发射特征采集系统设计

鉴于焊接电弧声信号中蕴涵着丰富的焊接状态信息,是焊接质量监控重要的源信号,而管道结构特征为电弧声发射信号在管内低噪声传播创造了条件。设计了管道电弧声发射采集硬件系统,主要由传感器、信号适配电路、数据采集卡和一体化工作站组成。采用图形化虚拟仪器编程语言LabVIEW,通过封装功能模块及调用硬件驱动的动态链接程序,设计了一套采用中断触发方式进行高速数据采集的电弧声发射软件系统。结果表明,该系统不仅能实现对电弧电压、焊接电流和电弧声发射信号的高速实时同步采集,并可将采集结果图形化显示,很好地解决了实时图形绘制难的问题,为进一步研究管道TIG焊接电弧声发射机理创造条件。     

水下干式高压焊接电弧摄像研究

在介绍高压焊接试验装置及其对电弧摄像要求的基础上,研制了与管道全位置高压GTAW自动焊机配套的电弧摄像系统,并通过电弧摄像试验证明:该系统可以成功地用于高压环境下管道全位置CTAW自动焊机焊接过程监视.     

变极性穿孔等离子弧焊接系统的研制

介绍了铝合金变极性穿孔等离子弧焊接控制系统，利用80C196单片机作为控制系统的核心，研制了包括变极性电源、步进电机控制系统等部分在内的变极性焊接系统。该系统主要应用于铝合金变极性穿孔等离子弧焊接工艺。     

基于多曝光的明弧焊接视觉系统

在明弧焊接中,由于弧光的强烈干扰,常用的视觉系统难以获得清晰的图像. 针对以上问题,设计了数字相机配合电焊减光片的视觉系统. 通过对多曝光图像序列进行融合处理,获得了熔池区域和焊缝区域都清晰的最终图像. 提出了基于软件触发和在线更改曝光参数来获取多曝光图像序列的方法. 通过伽马变换后累加图像的融合方法获得了暗部细节增强,无人工合成痕迹的图像. 使用近似的光照响应曲线说明了融合方法的合理性和有效性. 结果表明,能够获得20帧/s的最终显示帧速,可以满足焊工远程监控的需求,同时为后期实现智能化焊接提供了信息丰富的图像.