基于MP-NBFE法的磁控电弧焊缝跟踪的信号提取

针对磁控电弧焊缝跟踪信号非线性不平稳等特点,提出了一种基于匹配追踪和非参数基函数相结合的磁控电弧焊缝跟踪特征信号提取方法(MP_NBFE);在匹配追踪的每一次迭代中,首先自适应调整模板信号,使其逼近原始跟踪信号中的某一特征成分,然后用非参数基函数特征波形提取方法计算出与该模板信号最匹配的信号特征成分的最优估计;其次,依照匹配追踪的原理,用最优估计值去更新信号余量,在新的信号余量中继续寻找计算其他特征成分的最好估计.重复执行该过程,直到信号余量的能量小于预先设定的阈值.通过自行研制的磁控电弧传感器焊缝跟踪平台上的特征信号提取试验验证,结果表明,该方法提取的V形坡口扫描信号与V形坡口扫描的仿真信号变化趋势相同,可准确反映焊缝偏差信息.     

Seam-tracking based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot

A new seam-tracking method based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot is proposed in order to improve the response lag of the mobile robot and the high frequency oscillation in seam-tracking. By using a front-placed laser-based vision sensor to dynamically extract the location of the weld seam in front of torch, the trend and direction of the weld line is roughly obtained. The robot system autonomously and dynamically performs trajectory planning based on the isometric approximation model. Arc sensor technology is applied to detect the offset during welding process in real time. The dynamic compensation of the weld path is done in combination with the control of the mobile robot and the executive body installed on it. Simulated and experimental results demonstrate that the method effectively increases the stability of welding speed and smoothness of the weld track, and hence the weld formation in curves and corners is improved.     

星型光通信模块的组网方案研究与设计

本文结合"铁路车站全电子化应急联锁系统"的研发,将该系统联锁通信单元与执行通信单元之间的通信方式由电缆改为光纤,提出并行星型耦合器组网方案,设计出能插入在室内执行机柜内的星型光通信模块实现联锁通信单元与执行通信单元之间的光通信;通过光电转换电路,隔断联锁通信机与执行机智能电子模块之间通信电路的电联系,给出了通信模块的硬件与软件实现.通过电磁兼容测试实验证明,该组网方案具有可靠性高、成本低、易升级等优点.     

基于RNGK-FCM算法的大梁焊接障碍物识别

针对大梁焊接时难以通过传统的识别方法实现实时而精确的障碍物识别的问题,提出一种优化模糊C均值实时聚类(RNGK-FCM)的大梁焊接障碍物识别方法. 引入实时聚类策略,替换核化距离函数,全局快速优化. 通过MATLAB平台进行仿真对比分析各类FCM算法聚类性能,RNGK-FCM相比于传统FCM算法,能实时获取聚类数;对噪声点具有较好的鲁棒性;降低了对初值的敏感性,聚类识别精度高. 在某公司大梁自动焊生产线进行障碍物识别试验. 结果表明,各类障碍物聚类数准确,实时性优良,障碍物规避动作精准,为实现大梁自动焊打下了坚实的基础.     

基于同频串绕特性浅析光纤光栅组合型交错解复用器

结合分插复用器的同频串绕特性，主要就光纤光栅组合型交错复用器(Interleaver)的解复用原理做了介绍。本文提出的思路对今后该器件的制作有一定的参考价值。     

基于旋转电弧轮式焊接机器人运动学建模及仿真

旋转电弧轮式焊接机器人的焊炬执行机构由十字滑块和小车左右差速驱动轮两个运动单元构成。针对其机构设计的稳定性以及可控性等问题,根据运动特点推导出焊炬的运动学模型,由旋转电弧焊缝跟踪原理应用Matlab/Simulink进行焊缝跟踪仿真,实现了机构设计以及控制方法对焊缝跟踪的影响。仿真结果证明了该模型的有效性和正确性,为旋转电弧移焊接机器人的机构设计、稳定性分析以及控制器设计提供了理论依据。     

基于轨迹动态规划的移动机器人焊道自动跟踪

针对大型构件复杂轨迹焊缝自动焊中的移动机器人跟踪控制滞后和焊接轨迹频繁振荡等问题,提出一种基于轨迹动态规划的焊道跟踪方法. 利用结构光传感器检测区域超前于电弧的优势,实时获取焊接区前方焊缝位置特征信息实现对焊道轨迹宏观走向的超前感知,基于焊道等距逼近思想动态规划移动机器人运动轨迹,结合电弧传感技术实时检测焊接偏差信息,通过机器人本体与机载执行机构的协同控制对焊接轨迹进行动态补偿. 结果表明,该方法提高了复杂轨迹焊缝跟踪中焊接速度一致性及焊接轨迹平滑度,改善了焊道弯曲或折角处的焊缝成形质量.     

基于旋转电弧传感的焊缝偏差信息提取方法

介绍了旋转电弧传感器焊缝偏差信息提取的基本原理.为减小熔池扰动对焊接电流的影响,提出了"四分圆周采样法",并分析了这种采样方法的实现过程;提出一种新的CO2焊接电流信号处理方法——"双模拟滤波+指数平滑数字滤波".分析了这种方法的基本原理和计算步骤,在此基础上得到空间曲线焊缝的偏差信息.结果表明,基于"四分圆周采样法"和"双模拟滤波+指数平滑数字滤波"的焊缝偏差信息提取方法的焊缝偏差计算结果可以用于焊缝跟踪.     

基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测

针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对角焊缝横向偏差、纵向偏差、坡口角度和工件偏转角度的检测;通过对存在坡口间隙和定位焊缝的角焊缝进行位姿检测试验。结果表明,所提出方法具有检测误差小、抗干扰能力强等优点,在焊接自动化生产中具有良好的应用前景。