电弧传感移动式焊接机器人的数学建模方法及仿真

基于多级坐标变换原理与D—H表示法,推导出电弧传感移动式焊接机器人焊炬的运动学方程,建立了焊缝切线法和机构简化法运动学仿真模型,并进行了MATLAB仿真。通过分析和对比仿真结果,对两种模型的有效性进行了验证,同时也总结出两种方法的优缺点。     

一种用于薄版对接的电容式焊缝跟踪传感器

针对薄板对接难以实现焊缝跟踪的问题,提出了一种新型电容式焊缝跟踪传感器,设计了几种复杂形状(环形、方形及矩形)的电容极板,建立电容式传感器的数学模型,分析得到影响电容式传感器输出特性的四大主要因素,通过Ansoft仿真得出传感器输出特性曲线。在对接焊缝跟踪系统测试平台上,试验分析了不同形状极板、结构参数及介质下的传感器输出特性,与仿真结果一致,据此优选确定了传感器参数。最后,对不同高度偏差、复合偏差下的电容输出特性进行信号分析,提取高低偏差信号与电容输出值的拟合函数关系,引入希尔排序策略实现焊缝左右对中,为薄板对接的焊接自动化提供了新的研究思路。     

基于薄板搭接的摆动式相邻电容焊缝跟踪传感器

针对薄板搭接自动焊缝跟踪目前存在的不足以及电容传感器边缘效应的特点,设计出一种应用于薄板搭接的摆动式相邻电容传感器. 首先建立了相邻电容传感器以及该传感器扫描焊缝坡口的数学模型,其次采用Matlab软件对模型进行了仿真分析,并通过试验验证了该模型的正确性及有效性. 最后搭建了跟踪试验平台进行了跟踪试验. 结果表明,采用摆动式相邻电容传感器能够实现薄板搭接焊缝的跟踪,这为薄板焊缝自动跟踪提供了一种新的技术.     

基于变面积式双涡流传感器的焊缝跟踪系统

针对薄板对接接头错边问题以及搭接接头难以实现焊缝跟踪问题,提出了一种基于变面积式双涡流传感器的焊缝跟踪方法.将两变面积式涡流传感器置于焊缝的一侧,通过双传感器分别检测高低和左右的位置信息,相互补偿得到独立的偏差信号以实现焊缝跟踪.分析了变面积式涡流传感器的原理,利用响应面法拟合响应曲面,进行变量分离,得到了输出电压信号与面积的关系式.最后,搭建简易平台进行了薄板对接及搭接的焊缝跟踪试验.结果表明,双涡流传感器焊缝跟踪方法具有可行性与正确性,为自动焊缝跟踪技术研究提供了新的研究方向.     

一种用于窄间隙焊缝跟踪系统的多极阵列电容传感器

焊缝跟踪系统是实现智能焊接的关键技术之一,针对窄间隙焊缝中焊缝实时跟踪困难等问题,文中设计了一种基于边缘电场技术的多极阵列电容传感器,并通过结合了小波滤波与非线性映射技术的电容信号处理技术,实现了该传感器对窄间隙焊缝坡口形貌的重构.首先,建立了该传感器的数学模型,得到了多极阵列电容传感器的相关理论数值,并结合有限元仿真分析,优化了传感器结构.随后,通过电容信号处理技术实现了对传感器电容信号的提取及优化,获得了焊枪偏移及焊缝偏差信号,完成了焊缝坡口形貌重构.结果表明,多极阵列电容传感器应用于窄间隙焊缝跟踪系统是可行的,对窄间隙焊缝跟踪具有重要意义.     

基于改进贝叶斯原理的垃圾邮件过滤算法研究

为了提高垃圾邮件过滤系统的对邮件过滤的准确性和返回率,论文改进了传统的贝叶斯定理。提出一种改进的垃圾邮件过滤方法,该方法使用基于单词提取特征值和使用特征向量来描述频率。模型降低了垃圾邮件的错误率,总体上提高了系统的过滤性能。与传统贝叶斯公式的假设不同,系统为垃圾邮件样本的每个特征值分配不同的权值,降低了的垃圾邮件判断误差。实验结果表明,论文提出的垃圾邮件过滤方法能够显着提高准确性和返回率,系统性能得到了较大改进。     

基于管道插接的相贯线焊缝提取算法及数值模拟

针对工件上多个不同直径管道的筒体内壁焊缝位置信息难于提取的技术问题,设计了一种能识别支管空间位置和尺寸信息的焊缝位置识别传感器,通过该装置采集到的数据,结合已知工件空间位置和尺寸信息,建立管道插接焊缝的位置模型,并推导出基于此模型的焊缝特征矩阵和焊枪姿态矩阵. 将采集的数据结合上述数学模型,在MATLAB软件中进行仿真对比. 结果表明,其精度误差最大为0.25 mm,满足实际焊接精度要求,验证了该传感器与数学模型的准确性. 该传感器及其焊缝特征识别方法具有通用性,对管道插接焊接任务的自动化、智能化具有重要意义.     

一种基于摆动式涡流传感器的焊缝跟踪方法

采用非接触电涡流传感器应用于焊缝跟踪,利用指数运算电路补偿传感器的线性度,从而加大了传感器的量程,消除了传感器在焊缝跟踪过程中的失真情况.选用摆动式涡流传感器检测焊缝偏差信息,实现复杂形状焊缝的平板对接I形坡口的自动跟踪.应用区域积分差值加权比较法对焊缝的偏差信息进行分析,消除了因板厚不均匀以及错位的误判,在采样数据点不变的情况下,提高了焊缝跟踪精度.结果表明,摆动式涡流传感器用于焊缝自动跟踪可行,跟踪效果好,为目前对自动焊缝跟踪技术的研究提供了一种新的方法.     

磁控电弧传感器对埋弧焊熔宽的影响

以磁控电弧传感器模型为基础,建立了磁控电弧传感器焊缝跟踪系统的细丝埋弧焊熔宽数学模型.利用该数学模型研究横向交变磁场下焊缝熔宽的变化规律,选取模型中的主要参数进行焊接试验,得到励磁频率和励磁电流对焊缝熔宽影响规律曲线,并将仿真模拟结果与实际焊接试验结果进行比较分析.结果表明,熔宽随励磁电流的增大而增大,随励磁频率的增大而减小;模拟结果和实际焊接试验结果基本吻合,从而验证了所建模型的正确性,为磁控传感器和细丝埋弧焊焊缝跟踪系统的设计和开发提供必要的理论指导.