钢坯闪光焊顶锻同步误差控制器设计及仿真

针对钢坯闪光焊顶锻阶段压力同步的要求,引入直接逆控制的概念,从理论上推导了同步误差逆模型的存在性和结构形式,并使用Adaline神经元实现了该模型。基于AMESim模型和Simulink模型的联合仿真结果,证明该方法在消除压力同步误差方面具有一定的优势。     

基于Simulink的大功率闪光焊机的电源仿真

针对大截面钢坯闪光焊接的特点,分析了大功率闪光焊机电源的工作原理,其主电路采用变压器初级调压、次级整流的拓扑结构.建立了基于Simulink功率模块的具有非线性特征的主电路模型和动态电阻负载模型.动态电阻主要由焊件的电阻和焊件端面之间的接触电阻组成.仿真结果表明,建立的主电路模型和动态电阻负载模型能够较为真实地模拟闪光对焊的动态过程,推动了大功率闪光焊机电源系统的数字化建模和仿真的研究水平.     

钢坯闪光焊接系统虚拟试验

根据钢材无头轧制系统中大截面钢坯闪光焊接的特点,分别在动力学仿真软件ADAMS中建立焊接设备的机械运动学模型,在AMESim中建立闪光焊接顶锻液压伺服系统的非线性模型,并在MATLAB软件工具包Simulink中建立焊接系统的伺服控制系统的模型,通过分析仿真软件两两之间的数据传输接口特性,建立以MATLAB软件为载体的数据动态共享通道,在Simulink中分别调用并启动AMESim软件中的液压系统模型和ADAMS软件中的机械系统模型,建立了焊接机电液一体化系统的完全数字平台,实现了大截面钢坯闪光焊接系统的机电液一体化虚拟试验研究.     

基于模糊PID的闪光焊机液压系统的压力同步控制研究

介绍了闪光焊机的液压系统的组成及其工作原理,建立了闪光焊机液压系统的数学模型。针对闪光焊接的顶锻阶段,提出了一种基于二级模糊自调整PID的控制模型,第一级模糊PID控制应用于基准通道,第二级模糊PID控制应用于同步通道,实时地调整PID参数以达到系统的同步运动,该控制方法有效减少了两个系统的压力动态同步误差。     

锻造机双缸液压同步控制系统建模及仿真

为了提高锻造机双缸液压同步控制的精度,以便保证锻造成形的质量,简化锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统模型,推导同步控制系统模型,得到控制目标方程。使用单神经元PID控制算法和交叉耦合算法作为锻造机双缸液压同步控制算法,通过仿真,分别得到并对比了使用常规模糊PID控制算法与模糊-单神经元PID控制算法作用下的锻造机左右液压缸的位置跟踪误差、相对同步控制误差以及液压缸的速度和压力跟踪误差。结果表明,相比于常规模糊PID控制算法,模糊-单神经元PID控制算法下的系统能够更快速地收敛,说明模糊-单神经元PID控制算法使得锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统具有更强的鲁棒性。实验结果与仿真结果的变化规律一致,两者之间的误差小于10%,验证了提出的锻造机双缸液压同步控制方法的可行性。     

一种新型的移动闪光焊轨机供电系统

针对传统柴油发电机组给移动闪光焊轨机供电的不足,提出一种新型移动闪光焊轨机供电系统.通过分析移动闪光焊轨机工作特性,提出采用超级电容器与双向DC/DC功率变换器连接后通过开关与蓄电池组并联,构成蓄电池-超级电容混合储能供电系统应用于驱动移动闪光焊轨机工作.建立了其复合储能系统仿真模型并进行测试,同时通过系统样机的产品开...     

棒线材无头轧制系统工艺过程分析及控制系统研究

简要介绍了无头轧制的概念和无头轧制系统的研发概况,分析了棒线材无头轧制系统及其核心设备(移动式闪光焊机)的组成及功能特点,研究了棒线材无头轧制系统的工艺过程,列出了达涅利产品各组成装置的驱动方式、控制形式及作业特点.在此基础上,提出了基于PROFIBUS 总线和PLC控制器的系统控制方案,重点介绍了钢坯对接伺服控制策略以及焊机移动和钢坯位置随动传动系统的控制策略,并对两对接油缸、焊机与轧制钢坯、两焊机驱动电机的同步问题进行了分析.     

全液压矫直机伺服系统动态特性的联合仿真研究

矫直机工作过程中,由于板型缺陷不同,矫直时所需的矫直力不同。在对矫直机液压系统进行模拟仿真时,为更好的对这一变载荷情况进行仿真,本文建立一种AMEsim/Simulik联合仿真模型,加入了二级控制中系统参数的在线调整。采用参考模型的模糊自适应PID控制策略对参数进行在线调整建立联合仿真模型。通过对比Simulink,AMEsim和AMEsim/Simulik联合仿真三种仿真方法,结合现场采集数据,得出采用联合仿真时结果误差最小。其仿真结果更贴近实际情况,能够为理论研究提供最真实的数据资料。     

闪光焊机的移动控制策略与仿真分析

为了在实物样机制作前对焊机移动控制策略进行研究,建立了无头轧制系统及移动式闪光焊机的虚拟样机,根据系统对移动焊机的作业要求,采用了速度和位移分段控制方案;为了保证焊机前进行程中的同步跟踪性能、减小焊机与轧制坯间的机械耦合、提高焊机的抗干扰能力,提出了基于人工免疫调整机制的单神经元复合控制策略。仿真分析表明,速度和位移分段控制保证了焊机前进行程的速度和返回行程的位移要求,单神经元复合控制可以有效地提高焊机对轧制坯的同步跟踪精度,人工免疫反馈机制可显著增强焊机的抗干扰能力。     

自抗扰控制技术在钢坯闪光对焊位置伺服系统的应用

为提高钢坯闪光对焊液压位置伺服系统的品质,采用自抗扰控制技术进行了控制器的设计,并基于物理模型进行仿真验证.针对系统中存在难以准确数学建模的非线性环节、参数时变的特性以及执行机构存在耦合和干涉的特点,利用AMESim平台构建了系统模型.依据系统的主要影响因素以及在响应速度高、抗干扰能力强、稳定性好的特性要求下,设计了3阶非线性自抗扰控制器.AMESim与Matlab联合仿真结果表明,基于自抗扰控制技术的控制策略不仅具有很好的抗扰动能力,而且取得了较好的位置伺服效果.虚拟仿真试验结果表明,在无头轧制闪光对焊位置伺服中引入自抗扰控制技术是可行性的,并具有其优势性.     

焊接现场脉冲GTAW熔池图像动态检测

通过熔池的动态观测可以获得焊接过程的稳定性和连续性等信息.熔池的动态观测目前基本上停留在试验室阶段,焊接现场对熔池进行观测在改进工艺和指导生产等方面更具意义.针对焊接现场焊接电源不能修改,非计算机可控,电流电压波形未知等问题,在焊接现场建立了一套焊接熔池图像动态检测系统.根据焊接现场脉冲GTAW的特点,采用"外同步取像"方式确定了焊接现场取像的关键制约因素--取像时刻;并利用电弧光谱分析建立了减小弧光干扰的复合滤光系统;在适合的取像时刻,CCD摄像系统配合复合滤光系统,在焊接现场检测到了清晰的熔池图像.     

基于网络及总线技术的海底管道铺设焊接机器人

以开放式控制网络体系结构为理论指导,研究了海底管道铺设焊接机器人系统中多总线的集成问题.提出了基于CAN-open的数字化焊接电源控制、运动控制、角度传感、电气辅助等功能单元的一体化协同控制策略,并建立了焊接过程数据库.针对双行走电机的同步控制问题,采用同步组"分时通信、同步执行"的协议模型执行同步指令,提出了变负载运行下双电机驱动的主从速度跟随控制算法.借助自动化设备规范通信技术,研究了焊道自动覆盖功能的双机器人协同控制策略.利用先期焊接实验室及建造场地获得的焊接工艺完成了海上铺管焊接试验.结果表明,试验控制机器人系统构成和控制策略合理有效,焊接效率高,焊缝成形良好.     

液力变矩器总成点固焊焊接变形有限元分析

液力变矩器总成电子束环焊缝焊前先要6点点固焊,3焊枪对称同时先焊3点,然后工件转60°再焊另外3个焊点。液力变矩器上盖和泵轮之间的焊后间隙有严格要求。应用热弹塑性有限元法对液力变矩器点固焊过程夹持力和焊接变形进行全面分析,定量得出了焊接预留间隙,为夹具设计提供了依据。总成点固焊的同心精度是重要的考核指标之一,计算结果与实验结果显示径向变形主要由点固焊的前3点决定,点固焊同步性对同心精度有重要影响。     

基于LabVIEW的焊接过程多信息分析平台

基于焊接多信息同步采集系统,采用LabVIEW图形化语言,以熔化极气保焊的焊接电流、电弧电压、电弧光谱为信号源,构建了包括电信号参数设置、电信号数据分析模块、光信号参数设置与自动选择、光信号数据分析的焊接过程多信息分析平台。可实时显示焊接电流波形、电弧电压波形、电弧辐射光谱等;系统还通过数据分析处理得到U-I相图、焊接电流和电弧电压概率密度、短路时间频次图、电弧辐射光强与波长对应图、计算焊接温度的玻尔兹曼图等,通过上述信息分析,检测电弧状态和信息,可用于焊接过程诊断和焊接电弧物理研究等。     

虚拟仪器技术在焊接过程实时检测与分析中的应用现状

针对虚拟仪器技术在焊接过程自动化控制和质量分析中的广泛应用,介绍了虚拟仪器的构成。根据虚拟仪器与焊接过程的结合方式,从焊接过程的电信号分析、视觉信号评价、热循环过程测量、电弧声信号提取、远程网络化管理五个方面的数据分析和控制技术的研究现状进行了综述。表明多传感器多信息融合的同步分析是目前焊接自动化和在线控制的发展趋势,从而证实了虚拟仪器技术在焊接过程实时分析中的重要性和应用价值。     

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。     

铝合金TIG电弧横焊接头缺陷及控制

重型运载火箭燃料贮箱要求对铝合金进行立式装配焊接,TIG电弧横焊是能够较好满足制造要求的方法之一.对铝合金TIG电弧横焊接头的成形特点和焊接缺陷进行分析,利用平板堆焊试验研究焊接电流、焊接速度和焊枪角度对焊缝正面偏移量的影响,最后研究焊接电流频率对气孔缺陷的影响规律.结果表明,采用较小的焊接电流、较快的焊接速度有助于降低焊缝正面的不对称性,利用电弧分力可以抑制熔池下淌,焊接频率为100 Hz时气孔缺陷最少.结合上述试验结果提出了铝合金横焊缺陷的控制措施并进行了试验验证.     

焊接参数对铝合金激光——MIG电弧复合焊缝熔深的影响

以5A06(LF6)铝合金为研究对象,研究了铝合金激光-MIG电弧复合焊(HYBRID焊)时焊接参数的变化对焊缝熔深的影响规律,并将焊接参数的变化对激光-MIG电弧复合焊、MIG电弧焊、激光焊的焊缝熔深的影响进行了综合比较分析.结果表明,若以等效于激光焊熔深的MIG电弧功率为分界线,可以把MIG电弧的功率分成高、低能量两个区,当激光与低能量电弧区的电弧复合时,激光对焊缝的熔深起主导作用,HYBRID焊的熔深大于该区的MIG电弧焊;当激光与高能量电弧区的电弧复合时,电弧对焊缝的熔深起主导作用,HYBRID焊缝主要体现为MIG焊缝的特点,加入激光的优势主要体现在增加焊接速度方面,即高速焊时也可获得良好的焊缝成形.     

国内外双相不锈钢焊接的研究进展

主要介绍国内外双相不锈钢焊接在各个方面的研究进展.针对双相不锈钢焊接材料的开发,强调Ni和N元素在控制相平衡上的影响;介绍了国内外双相不锈钢焊接方法的最新动态,主要有埋弧焊、等离子弧焊和激光焊的改进、电阻对焊的尝试、新型双弧焊接技术的应用等;分析了奥氏体和铁素体两相比、有害析出物和氢脆对双相不锈钢焊接性的影响及解决措施;讨论了影响双相不锈钢焊接接头腐蚀性能和韧性的因素,对其影响机理进行了初步的解析;最后,进行了总结和展望.