高精度船用型材机器人划线切割柔性生产系统

高精度船用型材机器人自动划线切割系统是集机器人技术、控制检测技术、数据处理技术、等离子划线切割技术、计算机软件和通信技术于一体的自动化柔性生产线。系统的关键技术包括ＰＣ机网络式控制机器人离线编程、应用多传感器的在线检测和位置要素补偿。     

高精度船用型材机器人划线切割柔性生产线系统

高精度船用型材机器人自动划线切割系统是集机器人技术、控制检测技术、数据处理技术、等离子划线切割技术、计算机软件和通信技术于一体的自动化柔性生产线。系统的关键技术包括PC机网络式控制机器人离线编程、应用多传感器在线检测和位置要素补偿。     

多传感器在线检测在高精度划线切割机器人系统中的应用

高精度型材划线切割机器人系统是应造船领域的型材的划线和切割而开发研制的 ,多传感器数据融合是该系统的关键技术之一 .因为造船中所使用的型材几乎完全都是变形的 ,为了提高划线和切割精度 ,在该系统中 ,建立了多传感器在线检测系统 ,引入了并行扩展式卡尔曼滤波的多传感器数据融合方法实现非线性的多传感器数据融合 .实验结果显示 ,多传感器数据融合可以有效的实现变形型材的在线检测 ,提高系统的测试精度和可靠性 ,该技术是实现型材的高精度划线和切割的保证     

划线切割机器人系统中型材变形的检测与补偿

介绍了型材划线切割机器人系统的检测子系统型钢变形的补偿问题。主要讨论了型钢在X－Y平面内变形的检测和数据处理方法,使系统能根据型材变形数据,对划线、切割图形的位置自动进行要素补偿。另外为补偿型材在高度方向上变形,采用两种传感器系统进行检测,并进行离线和在线补偿,确保在加工过程中,等离子松与工作距离始终保持一致,避免碰撞及保持均匀的弧压。此检测子系统的研制对需检测工件保持无效的弧压。此检测子系统的研制对需检测式工件三维表面空间位置或变形的柔性生产线的设计,具有实用的参考价值。     

型材划线切割机器人系统的控制与接口技术

本文介绍了一个新型的自动划线切割系统：基于离 线编程的型材划线切割机器人系统。系统主要特点：模块化设计、充分利用计算机接口、离 线编程在线控制、自动编排加工顺序、机器人函数的远程过程调用。该系统的成功研制,对 工业机器人工作站的设计和研究具有实用的参考价值．     

基于混合编程技术的2D型材变形算法的研究

通过利用VC++、数据库技术和MATLAB计算引擎(Engine)技术离线实现了高精度船用机器人自动划线切割系统中型材变形的补偿。该技术具有简单、高效的特点,该系统将具有广泛的应用前景。     

精度船用型材机器人自动划线切割系统的软件设计

精度船用型材机器人自动划线切割系统是一套完整的CAM系统,从型材加工信息的输入到通过机器人离线编程完成整个自动划线切割流程,全部由计算机辅助控制完成。文章就详细介绍了整个系统的软件设计,包括型材CAD模型的输入、型材变形数据的补偿处理、型材图形元素数据的空间规划、机器人的离线编程等。     

基于运动控制卡的机器人智能切割系统

本文介绍了基于运动控制卡的机器人智能切割系统的软硬件设计.该机器人具有四个自由度,采用三轴联动的工作方式,第三轴可与选定的两轴的运动轨迹保持正切.实验表明该机器人切割系统工作稳定,满足玻璃切割等行业的加工要求.     

全自动空间水切割机器人系统设计

随着水射流切割技术的发展与应用推广,其边缘技术也逐步走向成熟,为了提高设备的自动化程度,解决水射流切割过程中的控制问题,本文介绍了一种全自动空间水射流切割机器人系统,设计了基于ABB六自由度机器人的水射流切割工作站,阐述了系统的硬件组成和工作原理,并讨论了切割程序结构和切割工艺.实践证明该系统运行稳定,能满足系统性能指标要求.     

基于Ethernet网络的机器人在线实时切割系统

通过利用Internet技术和机器人技术实现了基于Ethernet网络的机器人在线切割系统。该系统具有快速、高效和远程控制的特点,并具有广阔的应用前景。     

Modeling of axis-symmetric steam plasma flow in a non-transferred torch

This paper discusses the numerical modeling of steam plasma in a DC non-transferred torch equipped with well-type cathode, where the non-trivial azimuthal velocity component and turbulent effect are both taken into account. In order to investigate the complicated flow characteristics of thermal plasma due to the interaction between steam and electric arc, the flow filed inside the plasma torch is modeled by the magnetic–hydrodynamic (MHD) equations. The governing equations are then solved numerically using a non-staggered finite volume discretization based on Cartesian grid system. The anode location and maximum current density at cathode are fixed by the corresponding experimental measurement at a given flow rate. The predicted result suggests that the steam plasma can be accelerated to a mean velocity of 1500 m/s at torch outlet with the mass flow rate of 5 g/s and the system current of 180 A. A strong vortex flow structure is found inside the torch due to the introduction of azimuthal velocity at the gas inlet, which should help to stabilize the rotating arc during the torch operation.     

基于PLC的等离子弧焊控制系统

实现焊接生广作业自动化,是保证焊接质量稳定可靠,降低劳动强度的重要手段和有效途径.本文以欧姆龙CJIM-CPU21 PLC作为控制核心,结合PC技术,运动控制技术,自动化组态软件技术,设计了一套等离子弧焊自控系统.系统实际运行表明,焊缝形状曲线符合设计要求,且具有一定的柔性和多种运动形式的适应性,焊接效率高,控制系统运...     

Increasing deposition height stability in robotic GTA additive manufacturing based on arc voltage sensing and control

Robotic gas tungsten arc (GTA)-based additive manufacturing (AM) is a promising technique to produce high-quality and large-scale metal parts with low cost. Despite this fact, the key issue of ensuring deposition height stability has not been fully solved. In this study, an arc voltage sensing and control approach with little delay is proposed to increase the forming height stability in GTA-based AM. The deposition height stability is indirectly characterized by arc voltage signals sampled using a designed arc voltage detection system. A novel de-noising method, combining the anti-impulse interference moving average with the wavelet packet transform, is proposed to filter out interferences in the original arc voltage. A Fuzzy-PID controller is developed to control the arc voltage by adjusting the wire feed speed on next deposition layer. Constant parameter and closed-loop control experiments are compared via fabricating thin-walled parts. The more stable arc voltage and more excellent forming appearance in the closed-loop control test indicate that applying the arc voltage sensing and control system can greatly improve the forming height stability in robotic GTA-based AM.     

Modeling steady axis-symmetric thermal plasma flow of air by a parallelized magneto-hydrodynamic flow solver

This paper discusses a parallelized magneto-hydrodynamic flow solver for modeling axis-symmetric thermal plasma flow using Cartesian grid system and taking the induced electrical and magnetic effects into account, where the magneto-hydrodynamic equations, including the continuity equation, momentum equations, energy equation, current continuity equation and turbulence transport equations are solved by a finite volume discretization in a segregated manner. The thermal plasma flow of a 476 mm long, transferred well-type plasma torch operating with air is simulated for two power conditions, i.e. I = 432 A and 901 A, to demonstrate the capability of proposed numerical model to analyze the heat and mass transfer characteristics of axis-symmetric thermal plasma flow, where the location of cathode is determined by fixing the measured voltage drop between two electrodes. The numerical calculation suggests that the high-power case can deliver an axial velocity of 400 m/s and 15,000 K in temperature at the center of torch outlet, where a strong jetting vortex is expected emitting from the torch body. The low-power case is predicted with a longer electric arc than that of the high-power one, which clearly results in a large high-temperature region between the gas inlet and cathode and unfavourable to reduce the cathode erosion and to increase thermal efficiency.     

基于CAD的机器人焊接、切割离线编程系统

针对目前工业机器人离线编程实际应用中无法快速、便捷实现等问题,本文介绍作者开发的基于三维CAD的机器人离线自动编程系统。该系统由姿态定义模块、后处理模块、仿真模块和焊接／切割工艺模块（专家系统）模块组成,可以根据CAD模型快速完成焊接／切割姿态的规划,解决了空间曲面堆焊机器人无法实现人工示教的问题,完成各种加工任务。实践表明,应用此系统能提高机器人焊接和火焰切割的质量与速度,提高了企业的生产效率和经济效益。     

基于视觉与电弧多信息传感的焊缝跟踪算法

随着焊接传感技术以及信号处理技术的快速发展,人们越来越注重对焊接过程质量控制的研究,而多传感器信息融合技术是焊接质量控制的一种重要的方法,采用该技术实现熔化极气体保护焊(MIG)脉冲焊接质量的自动控制。该技术采用了视觉传感器和电弧传感器将采集的不同的描述信息进行了有效的特征提取和传输,并运用多传感器信息融合算法进行焊缝的跟踪。视觉传感器利用工业电荷耦合元件(CCD)获取图像信息控制焊炬的横向偏差信息,电弧传感器利用数据采集卡获取电流信息控制焊炬的高度互补偏差信息和横向的冗余信息,将两种传感器得到的冗余信息和互补信息在特征层下进行融合实现焊接过程横向和高度的纠偏控制。冗余信息的融合可以实现视觉传感的图像去噪,而互补信息的融合可以进一步提高焊缝跟踪的精度。实验结果表明,所提算法能够较好地提高焊接的质量,从而也验证了算法的有效性和合理性。     

逆变式等离子切割电源控制策略

以逆变式等离子切割电源为研究对象,对其强非线性、时变、多变量耦合的特点及工艺要求,提出基于PID-NN算法的控制策略,从非线性受控对象建模、多工艺参数解耦、控制器加速及精度提高等方面入手,对控制器进行性能优化.通过仿真及切割实验,与传统PID控制器和单一的BP神经网络控制器进行比较,验证了该方案使系统在鲁棒性、响应速度等方面有较大的改善,切割质量得到了明显提高,证明了该控制器在处理离散事件及多变量的解耦问题的优势.     

电弧炉PID电极调节器性能对电网影响的仿真研究

针对电弧炉电极调节器的性能对电网电压波动的影响进行了仿真研究。在Matlab／Simulink仿真环境下，利用Simulink提供的专用模块库和基本模块库相结合，搭建交流电弧炉系统的仿真模型。通过改变电极调节器的性能参数，研究电网电压的波动情况。仿真结果表明，电极调节器性能不理想时会加剧电压波动，而性能理想的电极调节器会减小电压波动。仿真研究带来了很好的应用价值，通过改善电极调节器的性能，可以减小电压波动，降低无功补偿装置的容量，节约工程投资。     

基于模糊控制的电弧焊接焊缝跟踪技术研究

针对V型坡口焊缝,采用摆动扫描式电弧传感器,研制了基于模糊控制的焊缝跟踪系统.主要介绍了焊缝跟踪系统的组成,完成了模糊控制器算法的设计,离线完成模糊控制查询表.在焊接过程中,系统采用ARM微处理器实现焊缝跟踪的查表工作,从而实现焊接时焊缝的精确跟踪,使焊枪对中焊缝.该系统无需建立被控对象的精确数学模型,改善了伺服驱动系统的动静态特性,提高了焊缝跟踪的精度.