搅拌摩擦焊接机器人的研究现状与发展趋势

随着搅拌摩擦焊技术的发展,搅拌摩擦焊接机器人的研究和应用受到广泛关注.在介绍搅拌摩擦焊接机器人总体结构和技术参数的基础上,对比分析了串、并联型搅拌摩擦焊接机器人的优缺点.并联型搅拌摩擦接机器人承载能力强、刚性好,适合刚性较强零件的焊接,但具有制造成本高的缺点;串联型搅拌摩擦焊接机器人制造工艺简单,具有自由度高、工作区间...     

搅拌摩擦焊接机器人大型薄壁零件空间曲线焊缝测量与轨迹生成

针对大型金属薄壁零件制造、装夹变形后的空间曲线焊缝加工轨迹尤其是零件空间法矢难以确定的问题,提出了一种通过测量焊缝上离散点计算刀位点并估计空间法矢的方法.首先,利用搅拌摩擦焊接(FSW)机器人末端安装的接触式测头碰触焊缝进行测量,再利用三次样条拟合一系列测得的空间点,得到一条与真实焊缝距离为1倍测头球心半径的空间曲线;其次,通过最小二乘法求出众多测量点的最小二乘平面;以最小二乘平面内焊缝曲线投影的面内法矢估计实际焊缝曲线的空间法矢.最后,将拟合曲线上用弦高差法离散得到的伪刀位点沿其空间法矢的负向平移1倍测头球心半径的距离,作为真正的刀位点.仿真实验表明本文的研究为大型复杂薄壁回转体零件的搅拌摩擦焊接提供了一种不必测量整个曲面便可得到焊接刀位点和法矢的有效方法.     

机器人搅拌摩擦焊缝跟踪控制系统设计与实现

机器人搅拌摩擦焊以及焊缝跟踪控制技术可大幅度提高焊接质量和效率.本文以机器人搅拌摩擦焊缝焊工艺为基础,设计了一种基于激光视觉传感器与PD纠偏算法的焊缝跟踪控制系统,针对3mm的2A12-T4铝合金板材,进行了直斜线和折线两种结构的焊缝跟踪控制试验,并分析了焊缝宏观形貌、不同焊接速度下的行进轨迹以及跟踪控制的偏移量.结果...     

多操作机排牙机器人的高精度运动控制

根据多操作机排牙机器人的结构特点及其高精度运动控制的要求,并结合软、硬件控制的特点,确定了通过软件来实现多操作机排牙机器人高精度运动控制的方案．通过对多操作机排牙机器人控制系统的研究,分析了影响控制精度的各个环节,提出了预设定时和实时定时的两种控制软件实现方法．通过测试及排牙控制实验对两种实现方法的控制精度及稳定性进行了比较分析,验证了实时定时的控制软件实现方法可实现多操作机排牙机器人的高精度运动控制．     

论搅拌摩擦焊设备在轨道车辆焊接上的应用

本文介绍了搅拌摩擦焊技术原理及在轨道车辆铝合金大部件上的焊接技术,阐述了瑞典ESAB公司搅拌摩擦焊技术在长大部件焊接领域应用及如何保证焊接精度、强度。     

搅拌针锥度对塑料搅拌摩擦焊接头质量的影响

搅拌摩擦焊技术(FSW)现已广泛应用于热塑性复合材料的连接,其接头必须满足足够的强度。采用不同锥度的搅拌针,对以30%玻璃纤维为增强体,尼龙6为基体的热塑性复合材料(GFR PA6)进行水下搅拌摩擦焊实验,研究搅拌针锥度对焊缝力学性能及其缺陷的影响。结果表明,搅拌针类型的不同对焊接接头的强度影响最大,当搅拌针锥度为15°、转速1 800 r/min、焊接速度20 mm/min时,得到的接头最大抗拉强度为45.25 Mpa,为母材强度的46.2%。三个焊接参数中搅拌针锥度对接头强度影响最为显著,其次是转速,最后是焊接速度。     

搅拌摩擦焊技术在开发与应用中的计算机化

搅拌摩擦焊接技术广泛应用在各个行业,计算机技术对其发展产生了极大的影响,本文对搅拌摩擦焊接技术中的计算机技术进行了分析。     

基于北斗高精度定位的重载铁路列检安全作业管理平台设计

设计了基于北斗高精度定位的重载铁路列检安全作业管理平台,实现列检车辆、人员的精准定位,降低列检作业风险。平台基础层通过基于FPGA的红外视频采集设备、基于北斗高精度定位技术的终端设备获取列检作业数据,经传输层各网络向支持层传输数据。在支持层高精度电子地图矢量化处理、实时差分动态定位等技术的支持下,应用层的列检作业目标识别模块调用Cstx小波融合算法解析北斗卫星信号,采用Hausdorff距离方法实现列检作业目标识别,列检作业安全预警模块调用矢量化处理高精度电子地图,结合日列检作业计划生成电子围栏,实现作业人员安全预警,由服务层管理人员实现平台的管理与维护。实验结果表明：该平台可实现列检作业目标的识别、精准定位及安全预警。     

手康复机器人钢丝绳–绳套传动系统中的摩擦补偿

在手康复机器人的钢丝绳–绳套传动系统中,钢丝绳与绳套之间的摩擦力会引起力控制过程中的动力损失,产生传动死区、滞后等现象,并且带来系统不稳定等问题,因此需要补偿摩擦力.首先推导了手指任意姿态下,钢丝绳中张力的计算公式.然后,1个手指关节上的传动模式简化如下:电动机1以位置控制模式运转,模拟关节运动;电动机2以转矩控制模式运转,补偿钢丝绳上的摩擦力.每根钢丝绳穿过绳套,绳端固定在电动机1和电动机2的输出轮上,钢丝绳两端张力之差即是摩擦力.将摩擦力转化为补偿电动机轴的等效摩擦力矩,补偿电动机以转矩控制模式运转,输出与等效摩擦力矩方向相反的转矩.假设时间间隔足够小、手指运动缓慢,利用t-1时刻的张力计算得到t时刻的等效摩擦力矩.用此迭代方法计算出不同时刻补偿电动机需要输出的补偿力矩,对钢丝绳–绳套中的摩擦力进行补偿.最后在实验平台上进行了主动康复模式实验,实验结果表明,补偿后的阻力只有补偿前的15%,该补偿方法有效.     

脊柱微创手术机器人运动控制系统的设计

设计了一套医疗机器人系统用于辅助脊柱微创外科手术操作。详细论述了这款5自由度脊柱微创手术导航机器人运动控制系统的设计与实现。提出了具有创新性的步进电机细分驱动模式,将电机定子电流从方波形状转变成为了正弦波形状,消除了步进电机的步间振荡现象。利用传感机构实现了对机器人末端工具的位姿反馈,并以此构成了对机器人末端工具的闭环控制。通过CAN实现了数字信号处理器之间的网络互联。最后对该系统进行实验,结果验证了控制系统具有良好的可靠性和稳定性。     

Artificial Neural Network Application to the Friction Stir Welding of Al 6061 Alloy to Stainless Steel 304

The joining of a 6-mm thickness Al 6061 to Stainless steel 304 has been performed by solid state welding. A selection method of optimum friction welding condition using neural networks is proposed. The data used for analyses are the friction stir welding condition, the input parameters of the model consist of welding speed and tool rotation speed. The outputs of the ANN (Artificial Neural Network)model includes resulting parameters, namely, maximum reached temperature,and heating rate for both aluminum allo...     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统.提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法.在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件.实验结果验证了本系统具有精度高的优点.     

一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统。提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法。在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件。实验结果验证了本系统具有精度高的优点。     

工业焊接机器人安全控制器的设计与实现

针对工业焊接机器人作业过程中存在的安全隐患,完成了安全控制器的需求分析,并设计机器人的安全保护策略。所设计的独立的安全控制器,能够监控机器人运行参数、系统错误,预测可能的风险并及时执行断电保护动作,从而确保机器人安全运行。     

仿生机器鱼的设计及其运动控制研究

本文基于简化的鲹科鱼类的运动学模型,采用多关节的驱动方式和一种多电机的角度控制算法对机器鱼进行运动控制,并通过实验得到了验证,同时,为机器鱼设计了传感器网络,并运用智能避障的方法,使机器鱼具备一定的自主能力。     

高加速精密直线电机运动平台键合图建模与分析

针对高加速度精密直线电机运动平台的特点,在宽频范围内对其进行了伞局耦合动力学建模和分析.利用键合图法建立了包括电机、机械部分并考虑柔性连接和系统非线件摩擦作用的运动平台全局耦合动力学模型,摹于建立的模型利用Matlab/Simulink仿真语言分析了电机的机械时间常数、电气时间常数、摩擦以及螺栓连接对系统响应性能的影响...     

Estimation and Compensation of Gravity and Friction Forces for Robot Arms: Theory and Experiments

This paper considers the estimation and compensation of the unknown gravity force and static friction for robot motion control. Utilizing the stability feature of PD set-point control, the estimates of gravity-related parameters and static friction can be solved from two steady state equations obtained by stopping robots at two nonsingular positions. The estimates obtained can then be used to eliminate the position error. Under a mild assumption that the mass center of each robot link is distributed on a straight line connecting two adjacent joints, the gravity force regression matrix becomes upper-triangle which can significantly simplify the algorithm. The positive experimental result obtained for practical verification is also presented.