高精度数控焊接变位机控制系统设计与实现

研制弧焊机器人用数控焊接变位机对弧焊机器人柔性加工单元(WEMC)的设计具有重要的意义。作者以基于数字信号处理器(DSP)的研华多轴运动控制卡PCL-832卡为设计核心，采用基于模糊规则的智能双模协调控制器，即采用比例积分微分控制器(PID)和模糊控制器的加权合成算法，控制过程中模糊控制器和PID控制器同时输出控制量，当控制误差较大时模糊控制器的输出权重较大，而当控制误差较小时PID控制器的输出权重较大，有效避免了变结构控制器切换过程中的震荡，实现了焊接变位机的高精度位置控制。作者对实时控制软件的结构设计和实时性要求进行了详细的理论分析，提出了基于DOS(Disk operation system)系统下的高精度数控焊接变位机多任务实时控制软件的设计与实现方法。进行了多种工件的焊接试验，试验表明该控制系统工作可靠，效果良好。     

Two-mode intelligent coordinating control of position for the welding positioner

A new intelligent control methol for welding positioner is propsed.Applying an improved fuzzy controllerand a variable PID controller,a two-mode intelligeng controller(TMICC)is dsigned on basis of fuzzylogic adn rules.The simulation and experimental results show that this control system can obtain better dynamic andstatic characteristics.     

基于粒子群优化的焊接工作台伺服系统PID控制

提出了基于粒子群优化的焊接进给工作台位置PID控制。焊接进给工作台是焊机伺服系统的重要组成部分,其位置控制对提高焊接质量具有重要意义。采用简单高效的PID控制算法,但由于焊接伺服系统具有非线性等特点,使得PID控制器参数调整困难,传统的齐格勒—尼柯尔斯法则参数整定效果不佳。粒子群算法是一种全局优化算法,可以有效地实现PID参数整定,因此,在Simulink软件下建立进给工作台位置控制模型,采用粒子群算法来实现PID参数的调整,并进行了仿真。仿真结果显示,基于粒子群优化的PID控制器具有超调量小、精度高的特点,控制效果明显好于齐格勒—尼柯尔斯法则。     

PMIG焊焊接电弧电压的模糊控制

模糊控制是一种新型智能控制方法。本文介绍作者拟对脉冲熔化极气体保护焊(PMIG焊)焊接过程中的电弧电压参数进行模糊控制,取得了良好的焊接电弧稳定性和焊缝成形的效果。     

基于模糊自整定参数PID控制的铝合金薄板脉冲MIG焊

针对铝合金薄板脉冲MIG焊,提出了一种比例积分微分(proportion integral derivative,PID)参数模糊自整定控制方法,文中介绍了其原理及设计思路,将模糊逻辑控制器引入已建立的PID控制器的Simulink仿真模型,实现了PID参数模糊自调节,并进行了输入适应性对比试验和抗干扰试验分析,表明PID参数模糊自整定控制器在输入适应性和抗干扰方面更胜一筹,能进一步提高弧焊电源性能.最后对铝合金1 mm薄板进行了传统PID控制和模糊自整定参数PID控制焊接试验对比.结果表明,该方法焊缝光亮、飞溅少、焊接过程比较平稳,可获得较好的焊缝质量和稳定的焊接过程.     

基于模糊神经网络的电阻焊机恒电流控制研究

由于建立实际电阻点焊过程精确的数学模型比较困难,使得常规的人工调节PID控制器参数较难实现良好的匹配,从而难以获得满意的控制效果。针对该问题,将智能调节与PID控制方法相结合,利用模糊神经网络设计了参数kp、ki、kd自适应调整的PID控制器,构建了逆变电阻点焊电源的系统模型,通过对系统运行状态的在线学习智能化地修正PID的三个参数。PID控制输出量通过PWM发生器产生四路独立的、占空比实时变化的PWM波形,进而控制逆变器的功率开关器件导通时间,最终实现对系统恒电流的输出控制。仿真结果表明,该方法能根据系统的运行状态自行匹配对应最优控制规律下的PID三个参数,能有效地控制焊接电流的恒定,达到满意的效果。     

Design strategy of intelligent CAD for welding positioner scheme design

Traditional CAD technique does not support the design processes such as function definition, conceptual design and preliminary design, which are most creative and play significant roles on the design quality. Because scheme design has close relationship with product structure, peoCormance and technology cost, it is important for applying the intelligent CAD of scheme design to improve the quality and competitive level of the product. The definition and function of welding poKtioner are discussed in this paper. The new deflation of welding positioner extends the research scope of welding positioner to welding. fixture and welding positioning motion mechaniam. The design process of welding fixture and positionlng motion system is described, and the cased-based and knowledge-based design strategy of ,oelding positioner scheme design intelligent CAD is then put forward, which lays foundation for developing prow-type system of welding positioner scheme design.     

镁合金薄板TIG焊自适应弧长控制

在研究镁合金薄板TIG焊过程弧压-电流-弧长关系的基础上，提出了一种基于弧压、电流与弧长间的关系模型来准确控制弧长的技术。同时，结合PID和Fuzzy控制的原理，设计了一种自适应ALC(Automatic length control)控制器，克服了常规AVC(Automatic voltage control)系统的局限，有效地解决了镁合金薄板TIG焊过程中的弧长控制问题。焊接试验表明，该系统能自适应工件表面的变化实现弧长的自动跟踪，在电流变化的收弧及引弧期间也实现了较好的弧长控制，且动态精度高、稳定性好。     

搅拌摩擦焊主轴力控制液压伺服仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛地应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接主轴力控制系统,推导得出主轴液压伺服系统的力控制数学模型,在MATLAB软件的Simu LINK模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。     

视觉传感铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统

针对铝合金在焊接过程中热积累作用强、恒参数焊接时容易产生各种缺陷的问题,设计了基于视觉传感的熔宽闭环智能控制系统.分析了各个脉冲参数对熔宽的影响规律.结果表明,理想的铝合金脉冲MIG焊接过程不仅要控制焊接热输入,同时要保持焊接过程的稳定性,单变量控制器很难满足以上要求.为此设计了模糊专家控制系统,模糊控制器控制焊接热输入,专家系统负责脉冲参数匹配从而保证稳定的焊接过程.焊接试验表明,控制效果良好.     

基于模糊PID的低压铸造液面加压控制系统设计

液面加压控制是保证低压铸造质量的关键。针对传统的PID液面加压系统存在压力波动大且压力曲线重复性差等缺点,提出基于模糊自适应PID的液面加压控制系统,阐述模糊PID控制器的设计方法,介绍基于PLC的该加压系统的软硬件实现方法。该系统在实际应用中取得了较好的效果。     

脉冲双丝焊接机器人在装载机动臂上的应用

介绍了装载机动臂使用焊接机器人的策划过程及效果。对动臂的四角圆弧矩形焊缝在三维空间的焊接进行试验,验证焊接机器人的智能软件对不规则曲线焊缝能够实现船形连续多层焊接,能够通过寻位和焊缝跟踪功能满足外形尺寸精度不高的结构件的焊接;根据装载机动臂焊缝尺寸大、连续性好的特点,采用脉冲、双丝、船形、连续、多层焊的焊接技术方案,提高焊接效率;采用双变位器的技术方案,焊接机器人能够连续工作,提高了设备利用率。通过全面批量应用,证明所采用的焊接机器人系统工艺适应性强、焊接稳定性好、焊接效率高。     

基于PID神经网络的弧焊电源控制器的研究

为了实现弧焊过程弧焊电源输出特性到给定量的快速响应及其智能控制,提出了一种基于PID神经网络的控制器.将PID控制与BP神经网络相结合应用于弧焊过程的智能控制,既有PID控制规律的优点,又具有神经网络很强的信息综合处理能力特点.实验表明,该控制器用于弧焊电源输出特性的智能控制,具有控制响应速度快、超调量小、收敛速度快、稳态精度高的特点,满足弧焊过程控制的要求.     

铝合金脉冲MIG焊焊丝伸出长度视觉检测控制

针对铝合金脉冲MIG焊过程焊丝伸出长度的视觉控制进行了研究.设计了基于视觉传感的焊丝伸出长度模糊PID闭环控制系统,采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲MIG焊快速原型的控制平台,并进行了铝合金脉冲MIG焊焊丝伸出长度视觉控制试验.结果表明,在铝合金脉冲MIG焊过程中,视觉传感的方法能够满足焊丝伸出长度稳定性...     

CO2焊机智能波形控制器的研究

研制了智能型的ＣＯ２焊波控器,其波控电路是与焊接电弧并联的ＩＧＢＴ分流开关电路。此电路在微机系统实时控制下,能对ＣＯ２焊短路电流进行局部削波,起到定量控制短路电流波形的作用。本文对智能波控器的工作过程、波控规律及主要控制参数进行了深入分析,并提出了ＣＯ２焊熔滴短路过渡末期和重新燃弧初期进行组合波控的智能波控模式。     

铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统仿真

利用熔池图像视觉传感系统和相应的图像处理算法建立脉冲电流占空比与正面熔宽的阶跃响应模型，在熔宽变化给定量分别为3、4和5mm的情况下对模糊控制器和遗传算法优化的PID控制器的控制效果进行仿真。仿真结果表明：为了使PID控制器取得最佳控制效果在不同误差条件下需采用不同的参数，而模糊控制器在结构和参数不变的情况下对不同误差均可得到良好的控制效果。该研究结果为铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统的设计提供了理论依据，实验表明控制系统工作有效。     

铝合金脉冲MIG焊过程PID控制器设计与仿真

针对铝合金脉冲MIG焊过程,根据建立的占空比与焊接正面熔宽之间动态关系的数学模型,设计了非线性PID控制器和遗传算法优化的PID控制器,并分别对其在焊接过程中占空比对熔池正面熔宽阶跃动态响应的控制效果进行了MATLAB仿真研究.结果表明,非线性PID控制方法具有比遗传算法优化的PID控制方法更好的控制效果.     

九点控制器对铝合金MIG焊熔宽控制的仿真

针对铝合金MIG焊过程的复杂性,采用近年来发展起来的一种新型智能控制器-九点控制器,设计了动态控制铝合金MIG焊熔池宽度的控制系统,并对其结构和原理进行了分析.为了对比九点控制器的性能,在已建立的脉冲电流占空比与正面熔宽的阶跃响应模型的基础上,分别利用PID、模糊控制器和九点控制器对铝合金MIG焊接过程中熔池宽度控制进行了仿真研究.结果表明,九点控制器在保证控制精度的同时,具有较好的稳定性和鲁棒性,为实现铝合金MIG焊熔宽的控制提供了基础.     

数控焊接变位机示教再现控制系统

叙述了数控焊接变位机示教再现控制系统的实现过程。利用工业控制计算机和单片机实现了示教盒、操纵杆和计算机键盘等三种示教装置，同时设计了一套包括程序控制指令、轨迹描述指令和I／O通讯指夸的数控焊接变位机控制指令系统。变位机工作时首先通过示教装置完成所有焊接位置的示教并存储各示教点的坐标。然后通过指令系统描述各示教点之问的运动关系和运动顺序，并通过指令控制I/O通讯接口协调变位机与自动焊设备或焊接机器人的配合，从而实现复杂焊件的变位和焊接。     

基于PC的开放式软件运动控制器的研究

文章提出在工业PC上实现开放式软件运动控制器的方案，采用LINUX RTAI实现运动控制的实时任务调度框架，把误差分析、PID控制等关键的运动控制算法设计成可替换的功能函数并向用户开放。通过向软件控制系统注册功能函数的方式，用户可以根据特定的应用领域设计或优化相应的运动控制算法，提高运动控制性能。基于该开放式软件运动控制器框架，设计了采用PID控制算法的软件运动控制器，性能测试结果表明该文提出的这种软件运动控制器在具有良好的开放性的同时可以满足运动控制的实时性．要求。