PLC控制的焊枪摆动机构的研制

以PLC为控制核心的焊枪摆动机构的原理、性能、参数及其他焊枪摆动机构相比的优越性；该摆动机构在吊臂梁的自动焊接中的具体应用。     

焊枪摆动控制器的软硬件设计

本文介绍了我们设计的焊枪摆动控制器,不仅给出了它的控制原理框图,说明了它的工作原理,还给出了几个重要程序的流程图,并指出了这种焊枪摆动控制器的设计要点。本文对设计新型焊枪摆动控制器具有重要的参考价值。     

基于焊枪与熔池耦合模型的焊工调控行为研究

模拟解析有经验高级焊工焊接行为并实现抽象焊接行为的程序化无疑是快速发展机器人智能化焊接的优选路径之一。而同步传感测量焊工焊枪姿态和熔池状态是实现焊接行为程序化的关键。针对现有焊枪姿态和熔池特征测量系统的独立性及焊工与熔池交互过程的同步耦合分析需求,建立了传感器-万向节-焊枪钨极尖端三坐标系间的数学转换模型和熔池与焊枪钨极尖端运动坐标的双向耦合模型。通过预设机器人焊枪姿态摆动试验验证了双向耦合模型的有效性和准确性。在时空同一坐标下对比分析了不同焊接水平焊工对熔池状态的调控行为和焊缝成形质量的控制能力。结果表明,利用熔池-焊枪双向耦合模型可以获得能够表征焊工操控焊枪空间运动的较准确姿态样本数据;经模型转换的焊工操控焊枪α、β角与机器人摆动预定值的误差均小于1.2°,γ角误差约为1.5°;未经实操培训焊工操控焊枪规范性差,调控熔池动态平衡表现出调节时刻和规律的高随机性,对熔池状态动态评估能力极其匮乏,无法保证焊接过程稳定和高的焊接质量;经长期实训焊工运枪动作规范、规律性强,对熔池状态动态评估能力丰富和强的交互意识,全焊接过程能够保持熔池形态的稳定和焊缝的全熔透。     

微处理机在横缝摆动自动焊接系统中的应用

自动焊接小车伺服系统采用PWM调速技术，通过微处理机控制焊枪的特殊摆动模式，精确控制色弧能量及其分布，成功实现立式储罐横缝的摆动焊接。控制系统功能强、操作方便和可靠性高。试验结果表明：焊缝熔透均匀，成形美观。     

一种窄间隙GMA焊缝深度的自动跟踪与控制方法

在窄间隙GMA中，采用协调控制的方式，在形成背面焊缝的同时，得到稳定的第一层焊缝深度。焊缝自动跟踪系统由DSP芯片完成，并由个人电脑控制。焊枪不仅要横向摆动，而且还要沿焊缝方向前后移动。焊枪首先向前移动形成背面焊缝，然后重叠向后移动形成第一层焊缝，因此，可获得单面焊双面成型。     

多向钢节点电弧增材制造摆动工艺参数优化

基于二次回归通用旋转设计试验方法对多向钢节点电弧增材制造摆动工艺参数进行优化。建立了摆动工艺参数送丝速度、焊枪移动速度及单边摆动幅度与堆积金属宽度和高度之间的3D响应模型,并分析验证了模型的可靠性。研究了单个摆动工艺参数和摆动工艺参数交互作用对堆积金属宽度和高度的影响。利用建立的3D响应模型优化了六向钢节点电弧增材制造摆动工艺参数,采用优化的摆动工艺参数电弧增材制造六向钢节点,制造的六向钢节点平均尺寸偏差为±1.30mm,成形精度较高。     

冷焊机半自动进给装置的样机设计

冷焊是机械零件再制造的主要修复技术之一,但如今冷焊机操作仍为人工操作,速度缓慢且效率低下。提出一种机械装置来代替人工操作,焊枪主要工作部件由夹持装置和步进电机来实现操作,该装置利用滚珠丝杠来完成焊枪焊接的进给运动,由焊枪转动替代人工摆动,控制系统通过对步进电机转速和方向控制来优化焊机焊笔横向或纵向运动的同时实现旋转运动,进而模拟人工操作。该装置结构简单,易操作,提高了焊接效率。     

空间曲线自动焊接系统设计

基于Rhinoceros软件生成的工件曲面模型,使用Grasshopper软件平台对工件模型进行焊接曲线提取及焊接路径规划,输出路径规划结果数据,所得数据输入控制系统对机械结构进行驱动控制;机械结构采用两自由度移动机构控制焊枪位置保证焊枪始终从焊点正上方焊接,两自由度旋转机构控制工件位姿使焊枪处于最有利于避开工件干涉的位姿,两套机构运动配合实现空间曲线的自动连续焊接,提高了焊接质量、简化了路径解算方法。     

大功率自动螺柱焊枪的研制

复合热源螺柱焊接工艺是一种新型螺柱焊接技术,在深入试验研究传统电弧螺柱焊枪的基础上,根据复合热源螺柱焊接和空心螺柱旋弧焊接的工艺需求,设计研制了一种适用于中厚板大直径复合热源螺柱自动焊接的大功率焊枪,该焊枪采用直柄式设计,使用了独具特色的专用电磁铁、引弧提升机构和导向机构,采用所设计的大功率自动螺柱焊枪,进行了8～30mm板厚12～21mm直径的自动螺柱焊接工艺试验,焊接过程稳定、接头饱满,接头强度与螺柱强度之比达到1.04,很好地满足了复合热源螺柱焊接工艺的要求.     

议椭圆齿轮机构与摆动导杆机构之组合

本文在详细研究椭圆齿轮机构、摆动导杆机构以及两者组合机构的运动规律的基础上,提出一项合理组合椭圆齿轮机构与摆动导杆机构的有效方法。按该方法获得的组合机构与原摆动导杆机构相比较,它具有导杆端部的工作速度较均匀、导杆在工作行程的摆动时间较长以及在空回行程的摆动时间较短等优点。     

对《摆动传动机构的改进》一文的意见

《机械制造》1992年第2期《维修与改装这》专栏刊载《摆动传动机构的改进》一文,根据我们的经验,提出下列三点意见。(1)现有“农业收割机割刀装置,纺织机械进给机构、印刷机构续纸机构”若在维修时要改成这种“新型”摆动机构是很困难的,原因是曲柄连杆机构的输入轴轴线与其从动部件摆动平面是相互垂直的,而这种“新型”摆动传动机构的输入轴轴线与其从动部件的摆动平面是相互平行的。     

3WP-200型植保机器人喷洒摆动机构设计与试验

市场上常用小型植保机结构之一,其喷洒装置的左右摆动,采用连杆机构来实现.连杆摆动机构存在运转不平稳、死点、急回运动特征、尺寸较大等缺点.针对存在的问题,设计了3WP-200型植保机器人齿轮传动喷洒摆动机构,取代连杆摆动机构,并对主动齿轮、被动齿轮、介轮等主要部件进行了设计优化.田间试验表明,采用齿轮传动摆动机构后,喷洒...     

基于网络的弧长控制系统

焊接弧长是影响焊接质量的关键因素,尤其在管道焊接中,管道的椭圆性及轨道的形变引起弧长的变化,进而影响焊接的稳定性。通过建立焊接电源和伺服控制系统的数学模型,采用焊接电流为主控参数、焊枪高低机构位移为副控参数的串级控制策略,利用实时采集的焊接电流,驱动焊枪高低机构伺服运动,调节焊枪高低位置,确保焊接弧长的稳定,进而保证焊接电流的稳定。实验证明系统具有较强的鲁棒性,仿真结果表明系统具有较好的动态特性和静态特性,满足弧长稳定的焊接要求。     

不完全链匀速往复摆动机构设计研究

研究了一种采用在不改变驱动源转向时,用一种不完全链传动机构实现管外执行头的均匀摆动机构.论述了该机构的运动学实现原理.通过一个具体实例,分析了该不完全链匀速往复摆动机构的设计计算方法.分析计算表明该机构能够满足匀速摆动运动要求.结果表明不完全链匀速往复摆动机构运动可行、结构紧凑、可靠性强.     

基于EKF的GMAW实时焊缝跟踪研究

熔化极气体保护电弧焊（gas metal arc welding,GMAW）焊接过程存在惯性大、时滞大等非线性特征以及不确定的干扰因素。为了提高焊接质量,文章提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器（extended kalman filter,EKF）算法的焊缝实时跟踪技术,采用霍尔电流传感器来捕捉实时焊接电流。为了实现焊枪摆动中心始终对准焊缝中心,文章通过有限长单位冲激响应滤波器（finite impulse response,FIR）对采集的电流进行滤波,并建立提取焊枪高度和水平偏差的数学模型,采用EKF实现控制焊枪。通过在有垂直和水平方向偏差的焊缝上进行实验验证,结果跟踪精度可达到±0.25 mm,所以该方法可满足机器人实时跟踪的要求。     

机构摆动力矩完全平衡的有限位置法

提出了解决机构摆动力矩完全平衡的一种新方法--机构摆动力矩完全平衡有限位置法,给出了机构摆动力矩完全平衡的一般方程,并例举了铰链4杆机构摆动力矩平衡的具体求解.该方法易于自动生成平衡条件方程,不需进行复杂的公式推导,对于有解析解或数值解的机构均适应,只需知道机构在运动过程中的(v+f+1)个位置上的角位置及角加速度,就...     

基于S7-200 SMART PLC的自动焊接系统设计

为提高中厚壁长直焊缝焊接效率和精度,设计了以西门子S7-200 SMART PLC为控制核心,以焊枪运行机构和手工焊机为执行机构的多层自动焊接系统。通过控制具有三自由度的焊枪运行机构实现焊枪按设定轨迹的多层运行,通过控制手工焊机实现对焊接电流、焊丝及保护气等的全部时序控制。文章从系统总体结构、系统硬件及软件等方面详细阐述了设计思路和实现方法。重点介绍了利用单台S7-200 SMART PLC实现对三台步进电机的定位和速度控制。本系统已投入使用,效果良好。     

基于振动理论的摆动活齿传动机构动态优化设计

应用集中参数法,建立了摆动活齿传动机构的扭转振动模型,推出了传动机构的动力学微分方程.基于此模型并考虑影响动态性能的结构参数,以摆动活齿的振动角加速度最小为目标函数,利用Matlab软件对摆动活齿传动机构进行了动态优化设计,设计结果对提高摆动活齿传动机构的传动效果和设计质量具有一定的意义.     

空间摆动RCCC机构动力学分析

基于典型RCCC机构演化推导出空间摆动RCCC机构,开展了空间摆动RCCC机构动力学分析,得出该机构各构件之间的相互作用力大小及趋势,为空间摆动RCCC机构的结构设计提供了理论依据。     

摆动油缸机构的设计(续)

二、摆动油缸机构的设计摆动油缸机构的设计工作就是根据机器的工作要求确定机构的独立参数。一般是先拟定机器的运动简图,然后根据工作机构的主要设计要求用解析法或几何作图法确定机构的运动学尺寸。根据设计条件的不同,摆动油缸机构的设计分为以下几种情况加以叙述。1.按照给定的两个摇杆位置确定机构的运动学尺寸