基于专家系统的焊枪姿态智能控制系统

针对管道焊接机器人焊枪姿态控制问题,提出了一种基于专家系统的焊枪姿态智能控制系统。在基于专家系统的智能控制基础上加入神经网络模糊控制,二者采取并行控制与知识共享的策略,实现管道焊接机器人焊枪姿态的综合集成智能控制。系统中采用ADXRS300微机械陀螺作为焊枪位置传感器,获取焊枪的空间位置后,通过专家系统的经验推理,得到合适的俯仰角,并采用ARM7作为控制器驱动焊枪俯仰角步进电机动作,实现对焊枪俯仰角的实时调节。     

焊接机器人焊缝自动跟踪系统

本文提出了一种焊接机器人焊缝自动跟踪系统用以实现焊枪对焊缝的实时自动跟踪。系统中应用激光焊缝传感器测量焊缝的位置,并采用Fuzzy-P双模分段控制进行焊缝的纠偏。DSP作为系统的核心控制器产生控制信号,驱动焊枪横向步进电机和纵向步进电机动作,调整焊枪实时跟踪焊缝。实验证明,基于双模控制的焊缝自动跟踪系统可以实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪。该系统完全满足实际焊接工程的需要。     

基于双模控制的焊接机器人焊缝自动跟踪系统

该文提出了一种基于双模控制的焊接机器人焊缝自动跟踪系统.系统中应用新一代激光焊缝传感器测量焊缝的位置,并采用Fuzzy-P双模分段控制进行焊缝的纠偏.系统中采用DSP作为核心控制器产生控制信号,驱动焊枪横向步进电机和纵向步进电机动作,实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪.实验证明,基于双模控制的焊缝自动跟踪系统可以实现焊接机器人焊枪对焊缝的实时自动跟踪.该系统完全满足实际焊接工程的需要.     

弧焊机器人五维自我示教系统的设计

本文介绍一种弧焊机器人自我示教系统的原理和结构。该系统采用接近觉/力觉组合式触觉传感器作为机器人手指来触摸焊缝坡口,用微机及智能控制系统去采集和处理接触状态信息,从而调整“手指”的位置和姿态,使其适合焊接作业对焊枪的工艺要求,在辨识的同时记忆轨迹。此外,文章还深入讨论了摩擦力等问题,并给出了传感器实验标定和辨识逻辑计算机仿真的结果。     

基于TMS320C2407 DSP的焊枪摆动器的硬件设计

提出了一种基于TMS320C2407DSP芯片的管道焊接机器人焊枪摆动器。系统中采用TMS320C2407DSP芯片作为控制核心,根据遥控器的摆动焊接方式多路开关所设定的摆动焊接方式,控制行走电机和焊枪摆动电机的运动,使两者有机结合实现设定的摆动焊接方式;并可以实现焊枪摆速、摆幅、左右滞时的任意调节。实验结果证明:基于DSP的焊枪摆动器是正确可行的,可以提高焊接质量。该系统具有广泛的应用前景。     

基于TMS320C2407DSP的焊枪摆动器的硬件设计

提出了一种基于TMS320C2407DSP芯片的管道焊接机器人焊枪摆动器。系统中采用TMS320C2407DSP芯片作为控制核心，根据遥控器的摆动焊接方式多路开关所设定的摆动焊接方式，控制行走电机和焊枪摆动电机的运动，使两者有机结合实现设定的摆动焊接方式：并可以实现焊枪摆速、摆幅、左右滞时的任意调节。实验结果证明：基于DSP的焊枪摆动器是正确可行的．可以提高焊接质量。该系统具有广泛的应用前景。     

对爬行式弧焊机器人立向与横向焊接工艺的研究

本文对新型爬行式弧焊机器人对大型构件不同焊接位置的焊接工艺进行了研究，从大量实验中研究焊接速度、焊接电流、焊枪位姿等人工调节因素对焊接质量的影响，并总结了针对该系统的各因素的调整方法和量值。实验表明，参数的适当改变使该系统能有效地应用于不同位置的焊接，是以保证大型构件的全位置自动化焊接的实现。     

面向带转角角焊缝的焊枪姿态规划

在船舶自动焊接领域中,焊缝转角处易出现枪头与工件碰撞的情况。给弧焊机器人的自动化焊接带来较大的困难。提出了一种焊枪安全边界的约束条件,根据约束条件和焊接工艺要求,在自动化焊接过程中动态调整焊枪的姿态。通过实验表明根据安全边界约束条件和焊接工艺要求,可以将一个三维的空间规划问题转化成了二维规划问题,降低了问题的复杂程度,而且该算法能够保证焊枪在焊接三种类型的带转角的角焊缝过程中不出现碰撞。     

仿生机器鱼俯仰与深度控制方法

提出一种基于重心改变法的仿生机器鱼俯仰姿态与深度控制方法, 用于实现机器鱼水中的浮潜运动. 该方法利用一种可调整位置的配重块结构, 改变机器鱼的重心位置, 进而实现机器鱼俯仰姿态的调节. 在对机器鱼内部配重块位置和机器鱼俯仰角的关系进行分析的基础上, 对一定速度下机器鱼的深度与俯仰角的关系进行建模, 提出由于尾部形变引起的俯仰姿态变化的补偿方法. 文中给出机器鱼原形样机的相关实验, 分析验证配重块位置变化和机器鱼重心及其姿态的调整, 深度控制等在多种情况下的结果.     

基于机器视觉的焊缝跟踪系统研究与设计

随着制造业的迅速发展,焊接作为一种重要的加工手段发挥着越来越重要的作用,是制造业的重要工序。同时也对焊接的自动化与智能化提出了更高的要求。传统的焊接操作由人工判断焊缝的位置,精度较低且容易引起误判。本文通过对图像采集平台、图像处理算法的研究,提出了一种基于机器视觉处理模块与机器视觉算法的焊缝跟踪系统。通过焊缝特征的提取与处理,控制焊枪实现焊缝的自动跟踪与定位。该系统具有性能稳定、定位精确等特点。     

Welding torch attitude-based study of human welder interactive behavior with weld pool in GTAW

Skilled human welder adjusts welding parameters including the welding torch attitude, moving speed and position to control weld quality and avoid weld defects based on real time observed varying weld pool surface for precision joining using gas tungsten arc welding (GTAW). However, welder behavior/adjustment appears to be a complex reactive response. To understand this complex response and develop intelligent robotic arc welding, a new scheme that correlated welding torch attitude to weld pool surface to study welder behavior in torch adjustment as response to weld pool was proposed and realized. The torch attitude and the 3D weld pool surface were synchronously measured using a wire inertial measuring unit (IMU) and a laser vision-based approach. An image processing algorithm was developed to extract the characteristic parameters of the weld pool surface from the laser stripes reflected by the specular pool surface. The improved quaternion-based unscented Kalman filter was used to estimate the torch orientation from its inertial measurement data, showing that the torch attitude has been obtained with an acceptable error in the order of 1°(x axis and y axis) and 2°(z axis). Several experiments were performed and the correlation of the corresponding data was detailed. It indicates that the change of torch attitude represents the welder's operating skills, welding experience and smart decision. The three characteristic parameters reflect the welder's reactive response on the torch adjustments. The curvature radius of laser stripes can predict the changing trends of the weld pool surface, providing the needed information for welders to make a smart decision. The proposed scheme is feasible for measuring and analyzing the welder's skills and experience.     

基于CAD的机器人焊接、切割离线编程系统

针对目前工业机器人离线编程实际应用中无法快速、便捷实现等问题,本文介绍作者开发的基于三维CAD的机器人离线自动编程系统。该系统由姿态定义模块、后处理模块、仿真模块和焊接／切割工艺模块（专家系统）模块组成,可以根据CAD模型快速完成焊接／切割姿态的规划,解决了空间曲面堆焊机器人无法实现人工示教的问题,完成各种加工任务。实践表明,应用此系统能提高机器人焊接和火焰切割的质量与速度,提高了企业的生产效率和经济效益。     

基于PIC单片机的弧焊摆动器数字化控制系统

本文介绍了一种基于PIC单片机的弧焊摆动器数字化控制系统，分析了该系统的硬件构成原理和软件流程。试验结果表明，该控制系统达到了设计的目标，实现了弧焊焊枪摆动器的摆动速度调节、摆幅大小、左中右停留时间等的数字化控制。     

双机器人协作管管焊接的运动规划

针对中小管径管管相贯的马鞍形曲线焊缝,以双机器人协作为基础,提出一种应用于双机器人协作的焊接过程中机器人运动规划的方法。该方法基于焊缝、焊枪的数学模型,充分利用双机器人系统的冗余特性,提出了融合机器人操作度、关节位置等的多指标目标函数,以机器人关节极限为规划约束条件,采用遗传算法规划出最优机器人运动路径。在三维仿真环境中进行的仿真结果初步验证了该方法的可行性和有效性。     

自动化焊接中的避碰方法研究

针对机器人焊接作业中焊接路径的过渡问题展开了系统研究,通过分析焊枪在过渡路径前后两个端点的位姿,建立过渡路径的过渡平面,然后在平面上规划避碰点,最后依据过渡路径的两个端点及避碰点,通过三点画圆弧的方法确定过渡路径。     

Autonomous Acquisition of Seam Coordinates for Arc Welding Robot Based on Visual Servoing

Autonomous acquisition of seam coordinates is a key technology for developing advanced welding robot. This paper describes a position-based visual servo system for robotic seam tracking, which is able to autonomously acquire the seam coordinates of the planar butt joint in the robot base frame and plan the optimal camera angle before welding. A six-axis industrial robot is used in this system, which has an interface for communicating with the master computer. The developed visual sensor device is briefly presented that allows the charge-coupled device (CCD) cameras to rotate about the torch. A set of robust image processing algorithms are proposed so that no special requirements of light source are needed in this system. The feedback errors of this servo system are defined according to the characteristics of the seam image, and the robust tracking controller is developed. Both the image processing program and tracking control program run on the master computer. The experimental results on straight line seam and curve seam show that the accuracy of the seam coordinates acquired with this method is more adequate for high quality welding process.