焊缝位姿及焊枪位姿的模型

针对机器人弧焊条件下的特殊要求,建立了焊缝位姿和焊枪位姿模型,以坐标系的形式定量描述焊缝及焊枪的位置和方向,确定了能够准确且严格地描述焊缝的焊接位置和焊枪姿态的参数：焊缝倾角、焊缝转角及焊枪工作角和行走角,并给出了计算方法。上述参数不但计算简便,而且可以直接代表焊接位置和焊枪姿态对焊接质量的影响因素。模型对于焊接工艺的建模与仿真以及机器人焊接的建模与离线编程具有非常重要的意义。     

连续型机器人位姿检测系统设计

在讨论了连续型机器人的结构和工作原理的基础上,提出基于多传感器融合技术的连续型机器人位姿检测方法,并设计了机器人位姿检测软硬件系统。系统实现连续型机器人弧长、偏转角度、曲率检测,并完成机器人位姿实时计算。实验证明该位姿检测系统可准确、方便、可靠地检测连续型机器人的位姿。这对连续机器人在实际应用过程中实现轨迹精确控制打下了一定的理论与实践基础。     

焊接温度场焊缝识别及焊缝跟踪技术研究

论述焊接温度场焊缝识别方法及焊缝跟踪控制系统。系统采用焊接温度场传感器获得焊接工件背面热图像，通过改进的梯度算法对热图像的分析计算获得焊缝偏差，利用规则自校正模糊控制器实现焊缝跟踪。试验和实际生产运行表明系统能够准确识别焊缝，焊缝跟踪运行稳定可靠。     

桑车踏板自动化焊接误差分析与控制

在示教再现型机器人自动化焊接生产中 ,对焊缝误差进行分析与控制对提高产品质量具有十分重要的意义。以桑车踏板焊接件为例 ,通过对焊缝误差进行统计分析 ,确定了引起焊缝偏差的主要误差源。提出了以最小焊缝误差为目标的机器人优化焊接轨迹示教法。经过试验证明 ,采用优化示教轨迹可使焊接废品率从 2 0 %下降至 5 % ,有效提高了焊接质量。     

钛合金薄板直角焊缝质量的相控阵超声检测方法研究

板直角焊接结构由于被焊试件厚度薄、检测精度要求高等因素使得常规检测方法难以施展.利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定基于波束控制的全覆盖检测方案.为获得较好的信噪比,提出一套楔块几何参数的优化设计方法;对采用多次反射方式入射的相控阵超声偏转聚焦法则计算方法进行了研究;构建采用机械臂作扫查器的高精度相控阵超声自动化检测系统,对具有人工预埋缺陷的钛合金薄板直角焊缝结构进行了检测试验,验证检测方法的正确性.研究结果表明,所提出的相控阵超声检测方法,能够对裂纹、未焊合等类型缺陷进行良好表征,满足薄板直角焊缝的超声无损检测要求.     

图像处理在焊缝跟踪中的应用研究

随着焊接过程自动化和智能化的发展,基于图像处理技术的焊缝位置检测和焊接缺陷检测过程越来越受到国内外学者的重视。本文对焊缝自动跟踪系统中有关图像处理方面的内容作了分析。详细分析了图像处理技术在焊缝跟踪过程中的应用,其中包括图像预处理,边缘检测和特征点提取等图像处理过程;并对当前焊缝跟踪中的图像处理技术存在的问题和解决方法作了一些总结和分析,最后对其应用前景作了展望。     

图像处理在焊缝跟踪中的应用研究

随着焊接过程自动化和智能化的发展,基于图像处理技术的焊缝位置检测和焊接缺陷检测过程越来越受到国内外学者的重视.本文对焊缝自动跟踪系统中有关图像处理方面的内容作了分析.详细分析了图像处理技术在焊缝跟踪过程中的应用,其中包括图像预处理,边缘检测和特征点提取等图像处理过程;并对当前焊缝跟踪中的图像处理技术存在的问题和解决方法作了一些总结和分析,最后对其应用前景作了展望.     

V型焊接坡口图像处理方法的研究

焊缝跟踪是焊接自动化中的核心技术,而焊缝的角点提取对于焊缝成形好坏有着重要的影响。在焊接中,V型焊接坡口是一种最为常见的焊接接头。为提高焊缝角点提取的准确度,针对V型焊接坡口,研究了曲率极值法的角点检测算法。在获取到一副焊缝原始图片,对图片进行预处理,包括图像分割、图像去噪和骨架细化。再应用曲率极值的角点检测方法从细化后的V型焊缝激光线上提取角点坐标并标记。实验结果表明,该方法简单有效,准确度高。     

视觉激光焊在汽车制造业中的应用研究

激光焊接技术具有精度高、效率高、焊接成本低等优势,是汽车制造业中主要的加工技术之一。随着计算机技术的发展,图像处理的速度与精度等都有了长足的进步,可以满足机械加工工艺的要求,而机器视觉激光焊接技术符合柔性化生产、个性化定制的发展趋势,因此基于视觉控制与视觉伺服的激光焊接技术是今后的发展方向之一。本文主要对机器人视觉激光焊接系统的组成进行了概述,分析了视觉激光焊接的关键技术,如:焊接机器人、图像处理技术、焊接工件位姿误差检测、焊缝(焊点)轨迹跟踪控制、自适应控制、焊缝缺陷检测等;介绍了视觉激光焊接机器人在汽车制造业中的应用实例,并展望了视觉激光焊接技术的发展趋势。     

微细对接焊缝初始点定位方法

为了解决焊接机器人对薄板微细焊缝的自动定位和焊接问题,研究了一种基于视觉的高精度微细对接焊缝初始点定位方法。提出一种局部范围内两步精确定位方法,第一步,获取工件在不同尺度及旋转角度下的图像,建立典型的模板匹配库,利用模板匹配方法提取出焊缝初始点位置区域;第二步,采用Shi-Tomasi算法在此局部范围内进行角点检测,计算亚像素级角点位置并进行初始点精确定位。通过对现场拍摄的50幅不同高度和旋转角度的图像进行初始点检测,实现了对所有图像的准确检测。实验结果表明,两步定位方法鲁棒性强,可以精确定位出规则边界和不规则边界焊缝的初始点,解决了微细对接焊缝初始点定位问题,达到了期望结果。     

交流电磁场技术在储油罐角焊缝无损检测中的应用

对角焊缝检测提出了一种利用交流电磁场的无损检测新方法。首先简介了交流电磁场检测（ACFM）的基本原理,并基于ANSYS软件模拟出裂纹缺陷引起的磁场畸变信号。在确定交流电磁场检测系统的基础上,利用标准试板进行了测试分析,并将其成功应用于储油罐底板角焊缝的无损检测中,实现了裂纹缺陷的定性定量化评估。试验测试及应用结果均验证了该方法对表面或近表面裂纹缺陷检测的灵敏度高,为其他结构部位探伤也提供了借鉴。     

A control system for uniform bead in fillet arc welding on tack welds

Positioning a workpiece accurately and preventing weld distortion, tack welding is often adopted before main welding in the construction of welded structures. However, this tack weld deteriorates the final weld bead profile, so that the grinding process is usually performed for a uniform weld bead profile. In this study, a control system for uniform weld bead is proposed for the fillet arc welding on tack welds. The system consists of GMA welding machine, torch manipulator, laser vision sensor for measuring the tack weld size and the database for optimal welding conditions. Experiments have been performed for constructing the database and for evaluating the control capability of the system. It has been shown that the system has the capability to smooth the bead at the high level of quality.     

小径薄壁管座角焊缝典型缺陷的超声相控阵CIVA仿真研究

在电厂安放式小径薄壁管座角焊缝超声检测技术中,检测结果易受到管径小、检测位置结构复杂等因素影响,因此,采用CIVA软件对焊缝模型进行超声相控阵声场仿真,得到未熔合、未焊透、裂纹和夹渣4种典型缺陷在不同检测位置曲率下的缺陷响应.对比分析仿真缺陷图谱,研究检测位置曲率对缺陷成像和声压幅值的影响,结合优化后的仿真参数和检测方...     

高速旋转电弧传感器的数学模型

以气保护焊接系统的数学模型和HALMOY焊丝熔化模型为基础,对高速旋转电弧传感器进行数学建模。利用该数学模型模拟焊接电流、弧长和焊丝伸出长度随时间的变化规律。实际焊接试验显示,模拟焊接电流与实际焊接电流波形高度吻合,说明建立的数学模型是准确的。结果表明,高速旋转电弧焊接时,弧长的变化较焊丝伸出长度的变化更为显著。利用每个电弧旋转周期内左半周与右半周平均电流值的差,可以判断焊枪的偏差量及其方向,同时还可根据平均电流值的大小来检测角接终止点。所建立的模型对于高速旋转电弧传感系统的设计具有指导意义。     

焊趾倾角和焊脚长度对十字接头应力集中系数的影响

本文用有限法研究了焊趾倾角和焊脚长度对十字接头应力集中系数的影响。结果表明,这两种因素对工作焊缝和联系焊缝都有程度不同的影响,而且工作焊缝比联系焊缝的应力集中严重得多。因此在实际设计中应尽量用联系焊缝取代工作焊缝。此外,本文还提出了联系焊缝的最佳尺寸范围。     

基于基础沉降监测的在役大型油罐寿命预测技术

为了提高在役大型油罐的安全性能，分析了大型油罐发生疲劳破坏的主要根源是大角焊缝区域的应力集中，并介绍了一种新的模拟底板与基础相互作用的有限元计算模型和计算底板应力的数值方法。给出了由基础实测沉降量计算大角焊缝区域峰值应力的详细步骤，以及评定大型油罐剩余寿命的预测方法，为大型油罐的安全评定提供参考。     

弧焊机器人焊炬姿态规划系统的研究

为提高弧焊机器人的适应性和自动规划功能，研究了一种空间全位置焊接条件下的焊炬姿态自动规划系统。该系统借助于相应的摄像机标定软件，计算测试软件和焊炬姿态规划软件，协调计算机视觉，信号采集，图像处理等模块检测焊缝的空间信息，然4后查询焊炬姿态优化数据库，运行离线偏程等离子模块，实现自动规划弧焊机器人的焊炬姿态，采用研制的爆炬姿态规划系统在空间全位置条件下进行焊接实验，结果表明，该系统能保证爆接中焊缝的成形良好。     

基于旋转电弧的机器人角焊缝跟踪建模及仿真

通过对现有旋转电弧传感器采集的焊缝偏差信息和六自由度焊接机器人运动学模型进行研究,结合曲线角焊缝的特点,推导出纠正焊缝偏差后的焊接机器人工具坐标系相对于原工具坐标系的变换矩阵。在此基础上,结合焊接机器人的运动学反解,建立了曲线角焊缝跟踪及焊枪姿态调整模型。输入给定左右偏差及高低偏差信号,利用MATLAB对模型进行仿真验证,结果证明了该模型的有效性与正确性,从而为旋转电弧传感应用于焊接机器人及设计其焊缝跟踪系统提供了理论参考。     

大型油罐大角焊缝处峰值应力分析

大角焊缝的应力水平是影响大型油罐安全的重要因素之一。本文运用弹性地基假设,通过对容量为12 .5×10 4 m3储油罐大角焊缝处应力的数值分析,并与实测值比较发现:弹性地基假设条件下,大型油罐整体应力的数值结果与实测应力比较接近。利用这一结果,在同样的假设和建模条件下,分析了边缘板厚度、边缘板外伸长度、内侧焊缝延长长度和设置加强板对大角焊缝处最大峰值应力的影响规律。     

厚钢板焊缝强度匹配对韧度影响的试验方法

提出了研究厚钢板焊缝强度匹配对韧度影响的试验方法：用“直接测量法”确定焊缝强度匹配系数；用裂纹尖端张开位移（CTOD）断裂韧度作为焊缝材料韧度的指标。用“直接测量法”确定了低合金高强钢S355ML钢板（厚65mm）自动埋弧焊和手工电孤焊的焊缝强度匹配系数，同时将这两项焊接工艺的对接焊缝制成全厚度断裂韧度试样，运用裂纹尖端张开位移试验方法测定其焊缝中心的断裂韧度。结果表明，厚钢板焊态对接焊缝，低匹配焊缝具有较高的韧度，高匹配焊缝的韧度比较低。