基于摆动式电弧传感器的焊缝跟踪方法

实现焊接工作的机器人化是焊接自动化发展的主要方向,在汽车制造、工程机械等产业已有广泛的应用.但目前国内外应用的大都是示教再现型焊接机器人, 还无法解决诸如安装误差、焊接变形等各种原因引起实际焊缝线偏离示教运动轨迹的困难,不具备焊缝实时跟踪纠偏的功能.因此,焊缝跟踪对于焊接机器人实现焊接过程显得尤为重要,其中焊缝偏差信息提取是实现焊缝跟踪的主要研究课题.只有准确地识别出焊缝和焊炬的具体位置,才能控制焊炬,使之能够始终保持在焊缝上,从而保证焊接工作的顺利.基于上述目的,本文提出利用摆动式电弧传感器提取焊缝偏差信息,实现焊缝偏差实时跟踪的基本方法.     

应用电磁式接近觉传感器实现弧焊机器人的角焊缝自动示教和自动跟踪

本文从经济适用的角度出发,以降低弧焊机器人所要求的作业条件、扩大弧焊机器人的应用范围为目的,提出了应用电磁式接近角传感器实现弧焊机器人的角焊缝自动示教、自动跟踪.文章介绍了接近觉传感器的结构原理和技术特性,以及弧焊机器人对几种不同角度焊接方式的焊缝自动示教、自动跟踪的具体方法和程序。图10幅,参考文献4种     

焊接自动线和焊接机器人

焊接机器人的现状及发展趋势（一），焊接机器人技术现状与发展趋势，基于弧焊机器人的柔性再制造系统，弧焊机器人MOTOMAN示教编程方法，易于兼容的机器人化焊接间，系列机器人化的弧焊设备，一种基于视觉的平面焊缝初始焊位定位的简易方法。[编者按]     

TIG弧焊机器人系统在宇航大型铝合金贮箱箱底拼焊中的应用

对TIG弧焊机器人应用于宇航大型铝合金贮箱底的拼焊技术进行了初步探讨，介绍了机器人系统的构成，研究了机器人的示教，再现过程，选定了焊拉工艺参数，认为弧焊机器人焊接宇航大型铝合金贮箱箱底有很好的应用价值与前景。     

电弧传感器的发展状况及应用前景

综述了电弧传感器的发展与研究现状,并详细介绍了电弧传感原理、弧焊过程的数学模型以及电弧传感器在焊缝跟踪中的信号处理方法和智能控制技术,特别论述了旋转电弧传感器的发展过程及其在焊缝跟踪的应用研究,提出了旋转电弧传感器在弧焊机器人中具有广泛的应用前景。     

弧焊机器人虚拟示教编程系统

以MOTOMAN-UP20弧焊机器人为研究对象,建立了基于ROTSY的弧焊机器人虚拟示教编程系统.介绍了该系统的组成和虚拟示教编程的详细过程.采用客户/服务器通信模式,通过以太网实现了弧焊机器人的远程控制.对马鞍形焊缝轨迹进行动态仿真,结果表明该系统是可行的,通过虚拟示教功能可以实现焊缝路径的规划和机器人程序的自动生成.     

基于现场总线的智能弧焊机器人的研究

针对国内当前弧焊机器人的研究现状,采用嵌入式16位微控制器和CAN现场总线,提出了基于CAN总线的智能弧焊机器人的软、硬件设计方案：在传统示教再现型机器人系统模型的基础上,构建了计算机实时控制的新型弧焊机器人系统,并且给出了智能孤焊机器人设计中几个关键问题的解决办法和网络化控制思路。     

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.     

示教／再现技术在弧焊跟踪控制中的应用

介绍了采用主，从式单片机控制的离经示教式及在线示教式跟踪系统的构成原理及软，硬件设计，提出了一种针对开关信号的焊缝偏差延时记忆控制方法，并对再现跟踪精度的影响因素进行了分析。     

基于B3样条曲线的复杂焊缝离线示教及跟踪

介绍了一种采用B3样条进行空间复杂弯曲焊缝跟踪的离线样点示教式控制方法.提出了一种查表方式的改进二分法对插补误差精度进行变步长控制,提高了插补运算的效率和精度.应用该方法对管道焊接时的相贯线进行了Matlab仿真实现.结果表明.该示教控制算法有效,可以实现三维弯曲焊缝的示教/再现,最后基于精密焊接的数控系统对三维弯曲焊...     

基于激光传感器的弧焊机器人焊缝跟踪研究

采用激光扫描式传感器,设计了一套机器人焊缝自动跟踪系统。开发了相应的焊缝跟踪算法,包括直线、圆弧和直线圆弧组合连续焊缝的跟踪算法。探讨实现这些算法的相关技术问题。计算机仿真结果表明,该算法合理有效,可用于弧焊机器人焊缝在线跟踪作业,改善和提高机器人的焊接精度和质量。     

轮式机器人折线焊缝跟踪协调控制方法

研究了以旋转电弧作为传感器,采用轮式移动机器人对折线焊缝进行跟踪的协调控制方法.设计了自适应模糊控制器对十字滑块和车轮进行协调控制,通过控制机器人移动对焊缝进行粗略跟踪,同时调整十字滑块带动焊枪对焊缝进行精确跟踪.为了使机器人的移动方向与焊缝走向一致,采用Sugeno型模糊逻辑系统作为滤波器对机器人本体的方位角偏差进行滤波处理,使机器人本体在跟踪焊缝的直线段时做直线运动,在跟踪焊缝的曲线段时做转弯运动.结果表明,该算法能够成功应用于最大为60°的折线焊缝和Z形焊缝的自动跟踪焊接.     

The characteristics of welding currents in a rotating arc lead tandem GMAW process and the weld-seam tracking

Tandem gas metal arc welding (T-GMAW) process shows a high deposition rate that up to three times of the single electrode GMAW,so the welding speed could be significantly increased in this process.However,the majority of this process applications are based on the pre-programmed robotic welding,which does not allow them to track the seam real-time during welding.Rotating arc sensor,sensing the seam position by detecting the changing of welding currents,has been widely adopted in the automatic robot welding process.It is proposed in this paper to integrate the rotating arc sensor with a trailing torch to develop a new approach of rotating arc lead tandem gas metal arc welding (RLT-GMAW) process.The characteristics of the welding currents in the proposed new welding process were firstly studied,and then a self-turning fuzzy control seam tracking strategy was developed for the mobile robot automatic welding.The experimental results showed that the proposed RLT-GMAW process had an excellent seam tracking performance and high welding deposition rate.Even if there were some electromagnetic interactions between the two arcs,the deviation of the welding seam could also be reflected by the fluctuation of the welding currents on the leading arc once the correct welding parameters were selected.Based on the detected deviation,the welding tracking experiments showed that the proposed self-turning fuzzy controller had a good performance for the RLT-GMA W process seam tracking.     

基于最小二乘法的小车方位角实时辨识

应用最小二乘法对移动焊接机器人传感器矢量与焊缝之间的位置关系进行了研究,提出了焊缝跟踪过程中小车方位角的实时辨识算法.为了确切表达传感器、焊缝、焊枪三者之间的空间位置关系,首先引入了传感器矢量的概念.然后根据前置传感器的特点,提出在焊缝跟踪的小邻域内,传感器矢量和焊缝之间的位置关系可以用一次多项式或二次多项式来完全表达.在此基础上,应用最小二乘法,建立了小车方位角的实时辨识算法并给出了算法的具体实现.最后通过实际的焊缝跟踪试验,验证了该算法的有效性.该算法的应用,为移动焊接机器人实现复杂曲线焊缝的实时跟踪奠定了重要的基础.     

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.     

旋转电弧机器人V形坡口焊缝跟踪模型与仿真

通过建立旋转电弧传感器扫描V形坡口焊缝时焊枪空间姿态数学模型,提取焊枪三维信息,根据V形坡口焊缝特点,推导出焊枪纠正偏差后ABB机器人的工具坐标系相对于基坐标系的变换矩阵,结合机器人逆运动学,建立了ABB机器人对V形坡口焊缝跟踪纠偏的数学模型,并针对该模型的求解提出了一种渐进粒子群优化算法,利用LABVIEW并结合该算法对该模型进行仿真分析,得出了左右、高低跟踪偏差. 结果表明,模型具有准确性、有效性以及该算法的高效性,为旋转电弧传感器与ABB机器人相结合对V形坡口焊缝进行自动焊接提供了理论依据.     

无辅助光源图像法TIG焊焊缝跟踪传感系统

焊接过程中焊炬自动跟踪焊缝对保证焊接质量,提高自动化程序有着极其重要的实际意义。焊缝自动跟踪技术的关键是焊缝位置的传感方法,本文在深入研究ＴＩＧ焊电弧发光行为的基础上,结合的实际的焊接工况,建立了一套利用电弧弧光检测焊缝位置的图像传感系统。该系统在硬件方面解决了图像采集与焊接电流的同步以及图像品质的提高等问题,在计算机软件方面解决了阀值与图像品质相匹配以及焊缝位置的提取等问题。生产实际应用结果表明     

无辅助光源图像法TIG焊焊缝跟踪传感系统

焊接过程中焊炬自动跟踪焊缝对保证焊接质量 ,提高自动化程度有着极其重要的实际意义。焊缝自动跟踪技术的关键是焊缝位置的传感方法 ,本文在深入研究TIG焊电弧发光行为的基础上 ,结合实际的焊接工况 ,建立了一套利用电弧弧光检测焊缝位置的图像传感系统。该系统在硬件方面解决了图像采集与焊接电流的同步以及图像品质的提高等问题 ,在计算机软件方面解决了阈值与图像品质相匹配以及焊缝位置的提取等问题。生产实际应用结果表明 ,该系统在检测精度、处理速度、稳定性、可靠性及实际工况的适应性等方面完全满足高质量焊缝对焊接过程自动对中的要求。     

Real-time seam tracking control technology during welding robot GTAW process based on passive vision sensor

This paper presents a technology about real-time seam tracking, which is necessary to overcome the deficiencies of the teaching-playback welding robots in seam tracking control during gas tungsten arc welding (GTAW) process. A set of vision sensor system has been designed for the welding robot, which can acquire clear and steady welding images. By analyzing the features of welding images, a new improved Canny algorithm has been proposed to detect the edges of seam and pool, and extract the characteristic parameters of welding images. Based on the analysis of the characteristic of the real-time seam tracking, a segmented self-adaptive PID controller is introduced to the system, and some experiments have been done to testify whether the accuracy of the technology can meet the requirements of quality control of seam forming.     

基于激光视觉的薄板焊缝跟踪方法研究北大核心

由于示教型焊接机器人在进行汽车薄板件连续焊工艺时存在装夹误差和热变形等问题,导致焊缝实际轨迹与示教轨迹存在较大误差。为提高焊接质量,基于焊接机器人构建激光视觉焊缝检测跟踪系统,提出基于目标估计准则的焊缝跟踪算法,实时跟踪焊缝中心点三维位置变化。以传统图像处理法提取初始帧焊缝特征点,通过改进的孪生神经网络对强干扰下的焊缝特征点进行跟踪提取。通过坐标转换得到机器人基坐标系下的焊缝中心特征点三维坐标。结果表明:该算法能精确提取跟踪焊缝特征点,平均误差为0.48 mm,平均帧率为90帧/s,优于传统图像处理方法和基于相关滤波的方法,能够实现快速准确的跟踪。