基于参数自调整模糊控制的轮式自主焊接机器人系统

介绍了一种轮式自主焊接机器人系统,采用汽车原理,在机器人本体上加装快速反应十字滑块,以旋转电孤传感器为焊缝跟踪传感器。阐述了焊缝跟踪参数自调整模糊控制器的工作原理,提出了比例因子和量化因子自动调节的方案和实现方法,介绍了模糊控制器的具体设计步骤和参数自调整模糊控制系统的设计。结果表明,在焊缝跟踪中采用参数自调整模糊控制器可以明显改善系统的性能。     

基于视觉传感的焊缝跟踪控制系统

研究一种智能型焊缝跟踪控制系统,采用视觉传感器ＣＣＤ检测弧焊区,并通过图像处理准确识别焊缝位置,同时设计一个参数自调整模糊控制器对焊枪运动进行控制,有效地提高了焊缝跟踪精度。     

基于遗传整定的水下焊缝跟踪系统模糊PID控制器

提出了一种基于遗传算法整定的模糊PID控制器,并将其应用到水下焊缝跟踪系统中.水下焊缝跟踪系统是复杂的非线性系统,传统的PID控制效果不佳,因此设计了模糊PID控制器.该控制器以焊缝位置误差及其变化率作为模糊输入变量,依据Mamdani模糊推理实现PID参数的在线调整.同时,由于PID参数初值对于系统的控制效果影响较大...     

基于主动光视觉法的实时焊缝跟踪控制系统的研究

采用LOG滤波、中值滤波等图像预处理方法,有效去除了实时焊缝跟踪控制系统中的各种噪声;采用Robert算子作边缘检测,较好地保留了激光光带的边缘,并且处理速度快,设计了参数自整定模糊控制器,实现了量化因子和比例因子的在线自调整。     

高压水环境模糊滑模焊缝跟踪

在搭建高压水环境旋转电弧焊接硬件平台的基础上,对高压舱中焊缝信息检测跟踪系统的组成进行了分析,得到系统传递函数和离散状态方程;基于此离散状态方程,分别用模糊和模糊滑模控制器对含噪声的阶跃信号进行了模拟跟踪,表明模糊滑模控制器有很好的抗干扰性能.设计了适宜的模糊滑模控制器,在高压水环境进行了实际焊缝跟踪试验.通过理论分析和试验结果,证明模糊滑模控制器在高压水环境下旋转电弧焊接焊缝跟踪控制中是有效的.     

Fuzzy-P控制超声传感埋弧焊焊缝的跟踪系统

研制了一种非接触超声传感埋弧焊焊缝跟踪系统。介绍了新型的超声波传感器的工作原理,在焊缝跟踪系统中引入了自调整比例因子Ｆｕｚｚｙ－Ｐ控制理论。在理论分析和试验的基础上,设计了焊缝跟踪Ｆｕｚｚｙ－Ｐ控制器的硬件及软件,提高了系统的响应速度和跟踪精度。     

焊缝跟踪模糊控制器的研究

介绍了一种新型的焊缝跟踪模糊控制器。该控制器彩了自调整模糊控制理论,在焊缝跟踪中可以通过调整修正因子来改变模糊控制规划,以满足焊缝跟踪过程的需要。埋弧焊焊缝跟踪实验表明,该控制器具有良好的动态性能和控制精度,完全能够满足实际焊接工程的需要。     

基于模糊推理的CO2焊自动跟踪系统研究

根据ＣＯ２焊试验结果，利用模糊集合理论及建立在该理论基础上的模糊控制技术，详细介绍了ＣＯ２焊焊缝自动跟踪系统模糊控制器的设计、模糊变量的选择及模糊量和模糊判决的过程，利用实际的调整量Ｄ与电流差值ΔＩｆ的关系，即可实现ＣＯ２焊焊缝的自动跟踪控制。     

基于高斯基模糊神经网络的移动焊接机器人焊缝实时跟踪

对所研制的焊接移动机器人建立了运动学模型并设计了基于高斯基模糊神经网络的焊缝跟踪控制器.采用Denavit-Hartenberg(D-H)齐次坐标变换法分析了机器人本体和滑块对焊炬点位姿的运动学行为,建立了较为完整地运动学模型.在此基础上.提出了采用高斯基模糊神经网络实现焊缝实时跟踪的方法.采用高斯函数作为隶属函数,以滑块位置和小车方位角作为输入,焊炬的转向调整角作为输出,利用神经网络的自学习和自适应能力,实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改.焊缝跟踪试验验证了所设计控制器的有效性,其跟踪精度可始终控制在±0.5 mm以内,满足实际焊接工程的需要.     

基于模糊自整定参数PID控制的铝合金薄板脉冲MIG焊

针对铝合金薄板脉冲MIG焊,提出了一种比例积分微分(proportion integral derivative,PID)参数模糊自整定控制方法,文中介绍了其原理及设计思路,将模糊逻辑控制器引入已建立的PID控制器的Simulink仿真模型,实现了PID参数模糊自调节,并进行了输入适应性对比试验和抗干扰试验分析,表明PID参数模糊自整定控制器在输入适应性和抗干扰方面更胜一筹,能进一步提高弧焊电源性能.最后对铝合金1 mm薄板进行了传统PID控制和模糊自整定参数PID控制焊接试验对比.结果表明,该方法焊缝光亮、飞溅少、焊接过程比较平稳,可获得较好的焊缝质量和稳定的焊接过程.     

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.     

规则自适应模糊控制电弧传感器设计

介绍了一种基于电弧传感器的焊缝跟踪系统。该系统采用了自适应模糊控制理论，在焊缝跟踪中可以通过调整规则因子来改善模糊控制质量。针对V型坡口的焊接试验证明，系统具有较高的响应速度和控制精度，完全能够满足实际工程的应用需要。     

电弧传感器和超声波传感器信息融合在焊接中的应用

利用超声波熔深测量传感器和电弧焊缝跟踪传感器联合控制焊缝跟踪精度和焊接质量。电弧传感器获取焊缝偏差信息,超声波传感器获取焊缝熔深信息,将超声波获取的焊缝熔深信息转换为焊缝偏差信息后,采用最优加权与递推最小二乘法相结合的融合算法对两种传感器得到的焊缝偏差信息进行融合处理,能有效提高焊缝跟踪精度。融合处理后的焊缝偏差信息和焊缝熔深信息输入到三输入两输出模式的模糊控制器,实现了焊接质量的在线检测,提高了焊缝跟踪精度。     

信息融合在焊缝跟踪模糊控制器中的应用

在焊接过程中,焊缝自动跟踪的精度直接影响着焊接的质量.以埋弧焊控制系统为研究对象,研究了焊缝跟踪模糊控制系统,且在该系统中,采用多个传感器同时对焊缝进行跟踪检测,并利用融合算法对其进行融合,将融合后的结暴作为模糊控制器的输入.计算机仿真结暴表明,在焊缝跟踪中,采用多传感器信息融合是合理的、可行的;且可以减少焊接过程中由传感器引起的误差对跟踪精度的影响,提高控制精度.     

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.     

Vision based seam tracking system for underwater flux cored arc welding

Abstract

Manual underwater welding is usually time consuming, expensive and hard to perform because of the rigorous underwater environment. Automatic underwater welding can be performed faster at less cost and with higher quality. An automatic seam tracking system for underwater flux cored arc welding has been developed. It consists of a vision sensing module, a seam recognition module, a fuzzy controller (FC) and an X–Y travel platform. The vision sensing module can capture clear seam images during welding, successfully resolving the problem of welding arc interference during underwater flux cored arc welding. The seam recognition module filters, enhances and thresholds the seam images and then recognises the seam deviation angle with a three layer back propagation neural network. The FC outputs the control parameters according to the seam deviation angle and then controls the X–Y platform to drive the torch to the centre of the seam. In this study, three different welds were considered: a straight line, a kinked straight line and an S curved line. These welds were tracked real timely during underwater flux cored arc welding. The results show that this seam tracking system can meet the requirements of the automatic underwater flux cored arc welding.     

脉冲焊接工艺摆动电弧焊缝跟踪技术

介绍一种基于摆动电弧的脉冲焊接工艺的焊缝跟踪方法。介绍了焊缝跟踪的基本原理,分析了脉冲焊接工艺中焊接电流的特点。根据脉冲焊接工艺自身特点,设计了有限长单位冲击响应滤波器,有效滤除了电流受到的干扰,获得电流随焊炬摆动而产生的周期性变化趋势。对比了焊接电流极大值比较法和积分差值法的特点,通过比较坡口两侧的电流数据的积分差值判断焊炬摆动的偏差量和偏差方向。设计一种模糊控制器进行偏差调整,实现焊炬自动调整。结果表明,所用方法可以实现焊炬自动调整。     

焊缝自动跟踪微机系统的数字控制器

对焊缝自动跟踪微机系统中的数字控制器进行了分析研究。在焊缝自动跟踪系统中,除了电弧传感器之外,大部分的传感器都有检测点超前于焊接点的情况。本文针对这种有普遍意义的传感器超前检测的自动控制系统的结构特点,分别设计了最少拍数字控制器、数字ＰＩＤ控制器以及一种实用型的数字控制器。这些数字控制器的仿真试验结果表明,本文提出的实用数字控制器具有跟踪结构精度高,结果简单、计算方便等优点,因而是这类传感器超前检     

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.