管道全位置自动焊的研究现状及展望

管道全位置自动焊是一种近几年发展比较快的管道现场焊接技术。本研究从全位置自动焊的分类出发,分别介绍了全位置氩弧焊、全位置熔化极气体保护焊、全位置高能束焊和激光复合焊的成形原理、适用范围及优缺点,并对以上焊接方法进行了总结对比。在此基础上展望了管道全位置自动焊接未来的发展方向:高精度的传感器的研究、焊缝成形机理研究以及高能束焊接方法的在管道全位置焊接的应用是今后研究的热点;等离子弧焊接是管道全位置焊接未来的发展方向之一;钛及钛合金等有色金属的全位置自动焊技术也是未来的发展方向之一。     

焊接自动线和焊接机器人

用于遥控焊接的管道全位置焊接装置 为了解决核环境下的管道维修问题,适应遥控焊接机器人的实际应用需求,研制出一套针对核环境下小口径管道的全位置自动焊接装置。重点介绍了该装置的系统构成及各组成部分的设计分析、工作原理和自动控制系统。结合遥控焊接机器人的视觉和力觉等传感技术,对该装置进行了功能验证试验。     

焊接自动线和焊接机器人

用于遥控焊接的管道全位置焊接装置 为了解决核环境下的管道维修问题,适应遥控焊接机器人的实际应用需求,研制出一套针对核环境下小口径管道的全位置自动焊接装置。重点介绍了该装置的系统构成及各组成部分的设计分析、工作原理和自动控制系统。结合遥控焊接机器人的视觉和力觉等传感技术,对该装置进行了功能验证试验。     

基于电弧传感和位置前馈的机器人焊缝跟踪算法

关节机器人具有自动化程度高、运动精准等优点,被广泛应用于电弧焊接领域。但是,由于被焊接工件存在加工、装配以及安装定位误差。所以,在焊接质量要求较高、且被焊接工件一致性不好的情况下需要配套焊缝跟踪系统方能实现高质量的焊接作业。电弧传感作为焊缝跟踪的传感方式具有系统结构简单、传感位置与焊接位置重合等优点,但也具有信噪比小、精度差、跟踪参数调整困难等缺点。本研究利用电弧传感的优点,结合机器人焊接对焊缝形状位置的预知特性,利用电弧传感作为基础偏差传感器,机器人控制器根据电弧传感器测量的偏差信号,对当前焊接点进行调整的同时,还对焊缝曲线的空间方程进行调整,从而实现对焊缝曲线上未焊接点的偏移量进行预判,实现焊缝偏差的前馈调整。     

用于遥控焊接的管道全位置焊接装置

为了解决核环境下的管道维修问题,适应遥控焊接机器人的实际应用需求,研制出一套针对核环境下小口径管道的全位置自动焊接装置.重点介绍了该装置的系统构成及各组成部分的设计分析、工作原理和自动控制系统.结合遥控焊接机器人的视觉和力觉等传感技术,对该装置进行了功能验证试验.试验证明该装置用于遥控焊接机器人时可以实现装夹和拆卸,满足自动装卸、速度可调、位置可控,且其圆周运动误差满足管道全位置焊接的要求.结果表明,该装置能够实现管道全位置焊接,焊缝外观成形良好.     

视觉传感技术的应用研究与发展趋势

介绍了视觉传感技术及其在监控测量和焊接等方面的应用研究.着重介绍视觉传感技术在焊接中应用,根据传感器获取的目标图像信息和传感器与焊枪的相对位置关系,分焊前、焊中、焊后三种情况讲述了基于视觉传感的焊缝跟踪、监控和测量三方面的应用研究;概述集光源控制、视觉传感器、数字处理器、实时通讯模块等其他外设于一体的智能视觉传感系统——智能相机.     

复合传感技术在激光焊接过程质量监测中的应用

摘要： 激光焊接过程中出现等离子体、羽辉、声音、辐射光、电等信号,通过对这些信号进行研究并与焊接过程的稳定性及焊接缺陷进行关联,可以实现焊接质量的实时监测。对不同监测手段进行对比分析,复合传感器监测技术展现出监测信息丰富,焊接状态识别精确,焊接缺陷预测准确的优势。根据焊接过程质量监测系统复合的传感器种类,将复合传感技术分为多视觉传感器复合技术、多光学传感器复合技术、光学及视觉传感器复合技术、其他复合技术4类,综述了不同传感器复合技术的研究现状及特点,指出光学及视觉传感器复合技术对焊接状态变化敏感、采样速度快、采集信息丰富的优势。介绍了几种可以应用于激光焊接生产线的先进复合传感器监测产品,明晰了复合传感技术应用于激光焊接过程质量监测的问题及未来发展方向。 创新点： (1)对不同复合传感技术的特点进行总结及对比分析。 (2)对商用复合传感器监测产品的原理进行分析及应用实例介绍。     

水下焊接机器人视觉传感器设计

为满足水下焊接的要求,提出了一种用于水下焊接机器人视觉传感器的设计方案.首先介绍了水下焊接机器人视觉传感系统的组成.并对传感器内部CCD和激光器的空间布局结构进行了设计,最后对视觉传感系统与焊接装置的总体进行了设计,并着重介绍了传感器的密封设计.给出了设计后传感器实物照片.     

基于VC的旋转电弧窄间隙MAG焊多信息融合焊缝跟踪系统

针对窄间隙旋转电弧MAG焊焊缝跟踪的需要以及单一传感器的不足,采用Visual C++开发了基于电弧传感和视觉传感的多信息融合焊缝跟踪系统。电弧传感采用NIPCI-6251数据采集卡、电流/电压传感器、电弧位置传感器结合NI的measurement studio软件,实现了对每个电弧旋转周期内电弧信号的获取,进而实现积分法、极值法、粗糙集等电弧传感方法。视觉传感利用图像采集卡、电弧位置传感器和CCD摄像机,获取电弧旋转到左右坡口侧时的焊接图像,实现焊缝偏差的检测。而焊缝跟踪是综合电弧传感焊缝偏差和视觉传感焊缝偏差的基础上进行焊缝纠偏。为提高系统运行效率,采用多线程方法实现电弧传感、视觉传感的同步采集和技术;利用CTimer控件实现焊缝偏差的多信息融合分析、显示和记录。系统的构建为进一步的多信息融合控制、焊接质量控制奠定基础。     

弧焊传感器及传感系统(四)

5.5光学式传感器光学式传感器及传感装置的研制,在近五年中发展很快而且装置的种类及其原理的门类也很多。从单纯的焊接坡口边     

示教式焊接跟踪全位置管道焊机的研制

在采用了一种绝对编码式360°倾角传感器作为轨道式全位置管道焊机旋转机头所处角度位置传感器的基础上,提出了全位置管道焊机的示教式焊接跟踪控制方案,开发出了焊前坡口中心位置信息预先提取及焊接时焊枪运动轨迹控制的单片机控制系统硬件电路,在此基础上成功研制了这种具有示教式焊接跟踪功能的全位置管道焊机,为实现管道焊接真正意义上的全自动控制奠定了重要基础.     

管道自动焊与坡口型式

从焊接质量、焊接效率和焊接经济性等方面分析了管道全位置自动焊与坡口型式的关系和重要性.并简要介绍了管道全位置自动焊原理、焊枪摆动方式和特点.     

双线结构光焊缝跟踪传感器及其特性

单线结构激光器由于其安装位置与焊枪有一定的距离,传感器测量结果并不能完全表示焊枪位置,应用在移动式焊接机器人上会出现难以克服的导前误差。在此介绍了一种双线结构光传感器,它采用两个线状激光作为光源,同时在不同位置测量焊缝的相对位置。这样的结构特点使传感器在消除焊枪导前误差、跟踪弯曲焊缝方面有普通结构光传感器所不可比拟的优势。基于此原理,研发了传感器实物并在移动焊接机器人上验证了其克服导前误差的功能。     

焊接自动线和焊接机器人

爬行式全位置弧焊机器人；船舶焊接机器人系统关键技术进展；弧焊机器人焊接区视觉信息传感与控制技术；弧焊机器人工件坐标系快速标定方法；弧焊机器人空间焊缝定位系统的研究。     

复合传感技术在激光焊接过程质量监测中的应用

激光焊接过程中出现等离子体、羽辉、声音、辐射光、电等信号,通过对这些信号进行研究并与焊接过程的稳定性及焊接缺陷进行关联,可以实现焊接质量的实时监测。对不同监测手段进行对比分析,复合传感器监测技术展现出监测信息丰富,焊接状态识别精确,焊接缺陷预测准确的优势。根据焊接过程质量监测系统复合的传感器种类,将复合传感技术分为多视觉传感器复合技术、多光学传感器复合技术、光学及视觉传感器复合技术、其他复合技术4类,综述了不同传感器复合技术的研究现状及特点,指出光学及视觉传感器复合技术对焊接状态变化敏感、采样速度快、采集信息丰富的优势。介绍了几种可以应用于激光焊接生产线的先进复合传感器监测产品,明晰了复合传感技术应用于激光焊接过程质量监测的问题及未来发展方向。     

光纤光栅传感器在焊接应力在线监测中的应用

从焊接过程温度与应力应变在线实时监测的关键问题着手,概述了光纤光栅传感器的原理和优点,详细研究分析了光纤光栅传感技术在焊接应力在线监测中的应用,并提出了一种基于光纤Bragg光栅传感器的焊接应力应变在线监测系统.同时阐述了该系统的组成结构和应用特点,用实例分析验证了其应用的可行性、合理性和实用性,并对其应用于工程实际中面临的若干关键技术问题进行了具体分析.研究表明,光纤Bragg光栅传感技术的出现和发展为工程焊接结构的焊接应力在线实时监测和焊后残余应力长期安全诊断提供了先进的手段和方法,它有效地克服了传统监测技术存在的根本性缺陷,具有很好的应用前景.     

弧焊机器人焊缝跟踪

弧焊机器人的主要工艺问题之一是需要保证零件焊接的一致性.当焊缝接头位置因各种原因而发生变化时,需要借助传感器帮助孤焊机器人确定焊缝接头位置.介绍了当今常见的四种传感探测方式及其优缺点.     

一种新颖的接触式光电焊缝跟踪传感器

焊缝跟踪传感器的设计是焊接自动化实现过程的重要环节,在此克服非接触式焊接跟踪传感器易受干扰的缺点,利用光电转化的原理,设计了一种新颖的接触式光电焊缝跟踪传感器,该传感器利用特制导轮与坡口紧密接触,依靠坡口的机械导向作用实现焊缝自动跟踪,当导轮位置发生偏移,利用光电转换单元以及信号处理单元,可将偏移位移转化为模拟电压量.详细介绍了这种传感器的工作原理和组成,并说明了它在管道焊接机器人中的作用.经实验验证,该传感器可达到良好的测量和监测效果.     

水下焊接机器人视觉传感系统图像干扰因素分析

水下焊接机器人视觉传感系统在焊接过程中实时的对焊缝图像进行提取,通过一系列的图像处理算法,识别出焊缝位置,得到焊缝与焊枪之间的位置偏差,通过控制算法,实现焊缝跟踪的目的.在图像提取的过程中,会有各种各样的干扰,如泥沙干扰、弧光干扰、水泡气泡干扰、水对光的散射等各种干扰.着重分析了水下焊接机器人视觉传感系统图像提取的各种干扰因素,并对各种干扰因素产生的原理加以研究分析,并在此基础上,对如何去除各种干扰因素的方法--"二步干扰因素去除法"进行了简要的分析.     

电弧传感器的研究现状与展望

电弧传感器作为一种实时传感的器件,与其它类传感器相比,具有结构简单、成本低以及跟踪灵敏度高等特点,焊接时不需要附加设备.详细综述了电弧传感器的分类、焊接工艺性能、电弧传感器的数学模型以及电弧传感器技术的研究及应用状况,并对今后的电弧传感器的发展前景作了展望.