基于轨道焊接机器人的马鞍形焊缝焊接技术研究

结合自行研制的轨道式全位置焊接机器人,分析了马鞍形焊缝焊接运动轨迹及马鞍形焊接运动数学模型,探讨了其运动系统工作原理和四轴伺服驱动系统控制的柔性功能,提出了利用该机器人解决马鞍形坡口焊接的技术方案,并设计了基于示教功能和基于数学模型马鞍坡口控制器,成功应用于马鞍形坡口的现场焊接实验,取得了预期的结果。     

移动式焊接机器人DSP焊缝跟踪控制系统研究

设计了一种用于大型焊件自动化焊接的移动式机器人,对其结构组成、工作原理进行了简要阐述,着重研究了基于DSP的焊缝跟踪控制系统组成和算法.试验结果表明,该移动式焊接机器人焊缝跟踪系统功能完善、工作稳定可靠、跟踪精度高,可用于实际焊接生产.     

旋转电弧传感弯曲焊缝移动焊接机器人结构设计

设计了一种基于旋转电弧传感的弯曲焊缝轮式移动焊接机器人机构，采用中间两轮差速驱动，前后对称布置一万向轮的结构，增加了机构的灵活性并降低了控制的难度；用两个直流伺服电机控制十字滑块实现左右与上下运动，采用旋转电弧传感器使焊枪与传感器一体，不仅结构紧凑，而且具有实时性。支撑焊枪的支板采用组合装配方式，对于折角变化频繁或折角较大的焊缝使用增加一转动关节的支板。该机器人结构紧凑、灵活，可实现对平面弯曲船形焊缝及各种平面弯曲角焊缝的自动焊接。     

移动式焊接机器人焊缝跟踪控制研究

针对在工业中有广泛应用前景的移动式焊接机器人,建立了机器人数学模型,并根据工作情况,对其进行了简化处理,在此基础上设计了控制器,并用李雅普诺夫直接法证明了该控制器的全局一致收敛性.对于弯曲焊缝跟踪问题,提出采用双线激光视觉传感器检测机器人位置偏差和姿态角偏差的方法,基于姿态角偏差的变化率,在线估计参考角速度的值.仿真和机器人运动试验验证了该控制方法的有效性.     

焊接机器人自动跟踪系统研究

研究开发了一种光纤式激光焊缝跟踪系统,介绍了该系统的结构组成及工作原理,对焊缝自动跟踪的系统定位、实时跟踪算法、抗弧光干扰等关键技术问题进行了深入探讨.该系统在管道预制焊接机器人的工艺试验表明,系统自动跟踪焊缝稳定性好、精度高,可满足焊接机器人全自动焊作业需求.     

管道预制焊接机器人的研究

研究了一种管道焊接机器人系统,采用激光视觉传感,在两个维度上完成管道焊缝的识别与跟踪,并在焊接第一道焊缝(打底焊)的同时,利用机器人记忆功能完成管道焊缝示教过程,简化了焊接操作过程.试验结果验证该焊接机器人系统满足管道自动化焊接的需求.     

基于视觉注意机制的机器人厚板焊接焊缝轮廓的识别

设计了一种视觉传感器同时采集熔池和焊缝轮廓, 并提出一种基于视觉注意机制的机器人厚板焊接焊缝轮廓的提取方法. 该方法以图像的亮度信息和方向信息作为初级视觉特征,并以焊缝图像作为亮度特征图,把对焊缝图像进行膨胀处理再进行Gabor滤波的结果作为方向特征图. 对上述两种特征图进行显著性度量,然后对度量结果进行自适应特征融合获取综合显著图,并对其进行阈值分割和最近邻聚类. 结果表明,最后在所有类别中以成员数最多的类所覆盖的区域作为最先被注意的区域,而其包含的数据即为焊缝轮廓信息.     

马鞍形焊缝焊接机器人设计与建模分析

针对目前马鞍形焊缝焊接装备灵活性差,自动化程度低,接头质量稳定性不足等问题,开发了一种新型的管外锚固式四轴焊接机器人. 通过对机器人机构合理简化建立了D-H连杆坐标系,推导了机器人的正逆运动学表达式,并结合机器人关节变量的限位值确定了逆运动学解的唯一性. 通过MATLAB软件对机器人运动学进行了仿真,仿真结果表明,推导的正逆运动学方程模型完全正确. 通过制作样机进行焊接试验,结果表明,焊缝成形致密美观,机器人焊枪末端在x,y,z方向的误差均在±0.35 mm以内,完全满足工程上自动化焊接的需要,为马鞍形焊缝焊接机器人的连续轨迹控制和离线规划提供了依据和算法支持.     

骑座式相贯线焊缝焊接机器人连续轨迹规划

采用弗莱纳-雪列矢量对焊枪端点的运动轨迹进行了有效地规划,针对相贯线焊缝焊接机器人的焊接要求,推导出了轨迹的时间函数和焊枪的规划矩阵,为骑座式相贯线焊缝焊接机器人的轨迹控制提供了依据和算法支持。然后通过Matlab仿真软件对一相贯线焊接轨迹进行仿真,结果表明:依此方法对焊枪端点轨迹规划可以有效地完成焊接过程焊枪轨迹控制。     

焊接机器人轨迹跟踪研究现状

各类传感器和智能控制方法极大促进了机器人在焊缝跟踪中的应用,不仅提高了焊缝跟踪的精度,同时提高了焊接效率和保证了焊接质量。简述了机器人焊缝跟踪系统的结构,详述了焊缝跟踪过程中各类传感器的工作原理及其特点;阐述了图像处理技术在机器人焊缝轨迹跟踪过程中的研究进展,并对图像的预处理、图像分割与边缘检测和特征提取等研究方法进行了分析。最后,总结了智能控制方法在焊缝跟踪中研究进展及不同形状的焊缝跟踪情况。     

弧焊机器人焊缝跟踪系统研究现状及发展趋势

简要回顾了弧焊机器人焊缝跟踪技术的发展历程,并对跟踪系统结构中的每个模块进行了概述,介绍了基于PC机的新应用。分析了该技术的发展趋势,旨在推动弧焊机器人的进一步研究应用和产业化进程。     

弧焊机器人起始焊接位置图像识别与定位

起始焊接位置的识别和定位是实现机器人智能化焊接的第一步,在分析焊缝接头类型的基础上给出了起始焊位的定义.采用CCD摄像机在自然光条件下获得待焊工件图像,由起始焊位的定义分析了起始焊位识别的方法.提出一种局部范围内由粗到细的两步精确定位方法.首先求取焊缝和工件边界交点作为初始值.第二步以该点为中心建立一个小窗口,在此局部范围内检测角点.根据设定的判断标准,可充分利用原图像的丰富信息和边缘提取后的结构化信息.结果表明,对规则焊缝,初始值与实际初始焊位能很好吻合,而对不规则的焊缝,初始值偏离实际位置.文中提出的两步定位方法则能准确的识别和定位具有明显边界的规则和不规则焊缝的初始焊接位.     

移动焊接机器人大折角角焊缝跟踪及工艺

针对移动焊接机器人大折角角焊缝自动跟踪焊接过程中,因折角处的焊接速度难以保持恒定,导致折角顶点处焊缝不均匀问题,提出了根据焊接速度实时在线调整焊接电流的方法.首先对大折角处机器人焊缝跟踪进行运动学分析,在折角处焊接速度以余弦规律变化,保证焊接的正常进行.同时根据焊接过程焊接速度的变化,在线调整焊接电流的思想,通过试验进...     

基于视觉传感器的焊缝图像识别与跟踪控制技术研究

针对传统"示教法"机器人焊接效率低、精度不高的问题,基于视觉传感技术对焊缝图像识别与跟踪技术进行研究。利用中值滤波和阈值分割的方法对图像进行预处理,并采用动态ROI提取与最小二乘法相结合的方法提取焊缝特征点,以解决弧光、飞溅等因素对图像的影响。同时,设计了激光焊缝跟踪系统,并将焊枪姿态作为指标对对焊缝的跟踪效果进行了实验分析。研究结果表明:所设计的视觉传感系统可有效提取焊接图像特征,识别精度高。焊缝跟踪系统可实时校正焊枪位置,焊枪高度误差始终保持在0. 2 mm以内,焊缝角度识别误差不超过0. 4°,说明该系统抗干扰能力强,焊接精度高,实时性好。     

焊接自动线和焊接机器人

介绍了国内首条船用管一法兰机器人焊接生产线的系统组成及特点,重点论述了管一法兰机器人焊接工艺。研究表明：采用机器人焊接能适应国产管材尺寸偏差大和椭圆度大的现状,并降低了管道上料的位置要求;焊缝成形美观,大大提高了焊接质量的稳定性;与单人单枪的焊条电弧焊相比,工作效率提高5倍以上。图5表1参8     

焊接自动线和焊接机器人

介绍了国内首条船用管一法兰机器人焊接生产线的系统组成及特点,重点论述了管一法兰机器人焊接工艺。研究表明：采用机器人焊接能适应国产管材尺寸偏差大和椭圆度大的现状,并降低了管道上料的位置要求;焊缝成形美观,大大提高了焊接质量的稳定性;与单人单枪的焊条电弧焊相比,工作效率提高5倍以上。图5表1参8     

狭小空间移动焊接机器人角焊缝跟踪的动力学控制

文中对移动焊接机器人在大型结构件中狭小空间的角焊缝跟踪控制问题进行了研究,首先,建立了焊接机器人在直角角焊缝处的运动学模型;然后,基于牛顿-欧拉方法分析了焊接机器人驱动轮、机器人移动本体及十字滑块的动力学行为,并建立了焊接机器人的整体动力学模型;最后,在对整体动力学模型合理简化的基础上,设计了焊接机器人焊缝跟踪控制的鲁棒PI控制器.应用MATLAB软件进行了仿真分析,并进行了试验研究,通过结果可以看出,该方法可实现移动焊接机器人在狭小空间内直角角焊缝的跟踪,且具有较高的跟踪精度.     

液压油管机器人智能焊接关键技术研究

针对现有液压油管手工焊接存在的焊接效率低、焊缝成型差、工作环境恶劣等方面的问题,开展面向液压油管的机器人智能焊接技术的研究。通过已搭建的整套机器人弧焊平台,开展机器人焊接工艺试验、焊缝跟踪技术、柔性工装夹具设计等3方面的研究,目前部分研究成果已应用于实际生产。