CCWELD:A CIM system for robotic arc welding

ＣＣＷＥＬＤ：ＡＣＩＭｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒｏｂｏｔｉｃａｒｃｗｅｌｄｉｎｇ￥ＫＯＮＧＹｕ；ＤＡＩＭｉｎｇ；ＷＵＬｉｎａｎｄＨＵＡＮＧＤｏｎｇｓｈｅｎｇ（ＷｅｌｄｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｅｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂ...     

人机交互式机器人弧焊再制造系统设计

在分析失效零件再制造的特点的基础上,提出了基于人机交互技术的机器人熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)再制造思想.将操作者作为系统的一个因素,构成人机交互式的机器人GMAW再制造系统,人机协作共同完成失效零件的再制造任务.其中操作者主要负责解决再制造过程中的非线性、难建模的复杂问题;机器人主要负责数据计算和运动控制等线性问题.根据上述思想,文中建立了人机交互式机器人GMAW再制造试验系统平台,研究了基于开放式图形库(open graphics library,OpenGL)的再制造系统软件结构和人机交互实现方式,采用模块化方法设计实现了可视化的人机交互界面.     

Geometric model of robotic arc welding for automatic programming

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｒｅｎｅｅｄｅｄｆｏｒａｕｔｏｍａｔｉｃｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｏｆａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｒｏｂｏｔ.(1)Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｄｉｎｇｗｏｒｋｐｉｅｃｅ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｇｅｏｍｅｔｒｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｄｉｎｇｓｅａｍｆｏｒｗｅｌｄｉｎｇｐａｔｈｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ,ｇｒｏｏｖｅｓｈａｐｅａｎｄｓｉｚｅｆｏｒｗｅｌｄｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇａｎｄｗｏｒｋ…     

LabVIEW在机器人弧焊作业仿真中的应用

提出一种基于LabVIEW环境开发的虚拟控制台,用于控制弧焊机器人的作业仿真过程。根据系统的功能需求,设计了仿真系统的控制流程。建立了控制台功能模块,包括几何模型、运动模型及驱动数据、作业信息统计与采集,分析了功能模块间的相互关联、调用的方式。仿真模拟的结果表明,按上述设计的虚拟控制台能很好地实现对弧焊作业仿真过程的控制。     

3D reconstruction of worn parts for flexible remanufacture based on robotic arc welding

3D reconstruction of worn parts is the foundation for remanufacturing system based on robotic arc welding,because it can provide 3D geometric information for robot task plan.In this investigation,a nocwl 3D reconstruction system based on linear structured light vision sensing is developed,This system hardware consists of a MTC368-CB CCD camera,a MLH-645laser projector and a DH-CG300 image grabbing card.This system software is developed to control the image data capture.In order to reconstruct the 3D geometric information from the captured image,a two steps rapid calibration algorithm is proposed.The 3D reconstruction experiment shows a satisfactory result.     

T形接头机器人GO2焊接过程实时监控

针对T形接头的机器人CO2焊接,建立了焊接过程的实时监控系统,对电弧传感器采集的焊接电参数信息实施在线处理与特征提取.构建焊接电流瞬时值标准差、峰度和变异系数的三维特征矢量,描述正常焊接过程与受到干扰的焊接过程之间的区别.将三维特征矢量作为模糊Kohonen聚类神经网络系统的输入,对焊接过程进行识别,为实时监控机器人CO2焊接过程奠定了基础.     

Study on general inverse kinematics of rotating/tilting positioner for robotic arc welding off-line programming

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｅｌｄｉｎｇｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔａｎｄｐｏｐｕｌａｒｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙ .Ｈｏｗｅｖｅｒ ,ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ,ａｒｃ,ｆｕｍｅｓａｎｄｎｏｉｓｅｉｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ ,ｐｒｏｄｕｃｉｎｇａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｈａｔｉｓｕｎｐｌｅａｓａｎｔａｎｄｈａｚａｒｄｏｕｓｔｏｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ .Ｔｈｅｕｓｅｏｆｗｅｌｄｉｎｇｒｏｂｏｔｓｈａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｈｕｍａｎｗｏｒｋｉｎｇｅｎｖｉｒｏ…     

A high-precision control system for robotic welding positioner

0Introduction Numericallycontrolled(NC)weldingpositioneristhe keycomponentofweldingflexiblemanufacturingcenter (WFMC)ofarcweldingrobotthatrequiresahighquality controlsystem.Thepotentialqualitiesofcontrolsystemin cludereasonablestructure,powerfulcomputing…     

A computer-based control system for keyhole plasma arc welding

A new kind of control system for keyhole plasma arc welding （K-PAW） was developed based on the computer and the Graphics Language--LabVIEW. It can set and output the required current waveforms with desired decreasing slopes so that the corresponding ＂opening and closing＂ of keyhole can occur periodically. With this control strategy of welding current waveforms, the workpiece is fully penetrated while no burn-through Occurs. Keyhole plasma arc welding experiments were conducted to verify the stability and reliability of the developed system.     

薄板机器人自动焊接焊枪三维偏差的有效提取

机器人自动化焊接中焊枪三维偏差的提取是实现自动纠偏的前提.薄板机器人MAG对接焊接中对试件开坡口,试验中利用被动视觉传感器采集焊缝图像.通过调整滤、减光组合使得同一帧图像中出现稳定的电弧区域、坡口边缘线和缝隙接头线.设计有效算法直接提取缝隙接头线.以电弧区域的几何中心反馈焊枪位置,设计有效算法在缝隙接头线上确定焊枪当前跟踪位置,并借助视觉标定技术将其转换为世界坐标.利用用户软件系统从机器人控制系统中获取焊枪在世界坐标系下的坐标及转换后的坐标.结果表明,文中算法可以有效获取焊枪的三维偏差.     

弧焊机器人轨迹规划及应用研究

机器人弧焊技术,因焊接质量稳定、生产效率高等优势,在汽车工业中得到广泛的应用。在建立机器人弧焊工作单元的基础上,本文分析研究了弧焊工作站运动仿真、离线编程的实际应用及影响焊接质量的因素。通过使用轨迹优化仿真软件,指导焊接工装设计,降低投资成本;进一步的离线编程的使用使得虚拟轨迹与真实机器人运动轨迹挂钩,提高了工作效率和可靠性。通过实验对比及弧焊工作站的调试,讨论了焊接电流、焊接电压、机器人焊接速度对焊接质量的影响。     

双丝间接电弧焊的电弧形态

用高速摄像系统及示波器对双丝间接电弧气体保护焊的电弧形态进行了研究.结果表明,双丝间接电弧气体保护焊在两丝端部形成电弧,其电弧本质仍然是气体放电的一种表现形式.焊接电流、电弧电压及两焊丝交点与工件间距离对电弧形态产生较大的影响,随焊接电流的变化,电弧形态会发生不同程度的集中与分散的变化;电压越大电弧越明亮电弧的形体也越大;两丝交点与工件间距离越小,电弧越集中并且变得短而亮.燃烧过程中电弧电压随时间而周期性变化,相应的电弧形态也随着时间发生周期性变化,电弧电压与电弧形态间有很好的对应关系.     

等离子弧焊机PLC系统的研制

自行设计了l台等离子弧焊机，并以FXON-24型号的PLC(可编程控制器)为控制核心，设计了该焊机的自动控制系统。介绍了该焊机PLC控制系统的控制要求、I／O口分配以及其所完成的焊接时序等，并阐述了PLC建立起等离子弧的过程。实验证明，该PLC控制焊机能满足等离子弧自动焊接的要求。     

不锈钢活性剂等离子弧焊焊接电弧

针对活性剂等离子弧焊焊接过程,对焊接电弧外形的变化,焊接电弧电压与活性剂之间的关系进行了研究,采用红外热像伪着色法测定了活性剂等离子弧焊焊接电弧温度场,并建立了活性剂等离子弧焊焊接电弧热流密度径向分布模型.研究结果表明,活性剂等离子弧焊焊接电弧收缩,弧尾翼消失,尾焰加大,电弧穿透力增强,电弧电压升高;活性剂等离子弧焊焊接电弧的温度分布比较紧凑,温度场外形窄,温度分布范围较集中,电弧径向温度梯度较大;电弧径向温度分布呈现正态Gauss分布模式;使用活性剂后的焊接接头性能与未使用活性剂焊接接头相当.     

熔化极气体保护焊电流与电压调节

在应用熔化极气体保护焊的基础上,分析焊接电流和电弧电压对焊缝成形的影响,探究焊接电流与电弧电压匹配对焊接电弧特性的影响规律,总结正确调节焊接电流与电弧电压的基本方法和操作技能,正确调节焊接电流与电弧电压是熔化极气体保护焊技术推广与应用的关键因素。     

基于弧焊智能化的探索

弧焊智能化是对电弧焊接各环节进行智能化,传统的示教加再现的焊接机器人已无法满足要求,必须构建智能化弧焊机器人系统.对工业机器人控制、机器人视觉、六维力矩传感、激光2D/3D焊缝传感、高频逆变弧焊电源、机器人弧压调高技术、机器人弧焊工艺技术方面进行了研究.     

New technology of the arc welding

Summary

This paper describes the effect of evaporation during laser welding, especially its effect on keyhole formation. In order to investigate the evaporation, a numerical model of evaporation at the molten pool surface of laser welding was developed. The effect of evaporation during laser welding was numerically analysed by the model and the numerical result compared with experiments. This paper may be summarised as follows:

1. It is made clear by the numerical results that the molten pool geometry in laser welding is markedly affected by the evaporation process.

2. Numerical results show that evaporation of the molten pool surface produces a recoil pressure and a keyhole is formed as a result.

3. A calculated critical condition for keyhole formation has been compared with experiments and a satisfactory result has been obtained.

     

弧焊逆变电源的网络化CAD系统

探讨了以Web网站为平台的弧焊电源CAD技术的可能性与优点,针对弧焊逆变电源的网络化CAD设计技术,提出了系统的组成方案、重要设计原则和具体设计方法. 开发了以普通网页浏览器为客户端的网络化CAD系统,采用浏览器、Web服务器和数据库服务器的结构模式,主要基于ASP动态服务器页面技术,同时结合ActiveX组件、VB程序设计方法以及Access数据库编程技术共同实现. 结果表明,该系统在给定基本的设计条件信息后,可以实现弧焊逆变电源的一站式和分步式设计,完成全部参数计算结果和主要元器件选型. 研究有助于促进弧焊电源设计的规范化、标准化和优化设计以及产品质量的改进.     

基于局部视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划

提出了一种基于视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划方法.通过使用CCD摄像机,不断地获取枪尖前方一小段焊缝的图像.由主控计算机进行图像处理,获取枪尖与焊缝间的偏差以及这小段焊缝的走向等信息.根据这些信息控制机器人沿焊缝前进,同时定时记录用焊缝偏差值修正后机器人坐标值,生成焊缝在机器人基坐标系下的坐标.当机器人沿焊缝走完一遍后,主控计算机控制机器人回到焊缝起点,开始沿焊缝焊接.用此方法对低碳钢曲线焊缝和铝合金曲线焊缝进行试验,结果表明该方法具有很高的实用价值.     

智能弧焊机器人的运动学建模

对智能弧焊机器人的实时轨迹跟踪问题,提出了一种新的运动学建模：焊缝切线法。该方法是根据焊缝跟踪系统判断焊缝的弯曲程度,确定机器人的运动学模型。用该方法建立了四轮移动机器人的运动方式和机器人终端效应器(焊枪)的运动方式之间的关系。试验结果表明,该模型具有良好的控制特性和精确性,能满足焊接工程应用的要求。