船体分段机器人角焊工艺研究

针对国内船体分段焊接效率和自动化程度低等问题,通过机器人焊接编程,进行了机器人横角焊与立向上角焊工艺试验,分析了机器人焊接主要工艺参数对角焊缝成形的影响。试验结果表明:机器人横角焊时,焊接电流和电弧电压增大,焊缝表面下垂程度增加;对于20 mm厚DH36钢板,在焊接电流280 A和电弧电压27.8 V时,横角焊缝成形良好;机器人立向上角焊时,通过增大电弧梯形摆动幅值有利于增加焊脚长度,但摆动幅值过高易引起咬边缺陷,同时过大的摆动长度使得焊缝表面中心易出现下挂凸起;当电弧摆动幅值5 mm、摆动长度1.5mm、焊接电流200 A、电弧电压24 V左右时,立向上角焊缝成形良好。     

Windows环境下的弧焊机器人焊缝纠偏系统的软件设计

介绍了在Windows环境下用VC＋＋6．0开发的弧焊机器人电弧传感焊缝纠偏系统，详细介绍了系统软件的组成、功能及设计过程。实现了焊接参数的实时采集、信号处理及焊接电流波形的显示，并成功地用于折线角焊缝的跟踪。     

基于电弧传感和位置前馈的机器人焊缝跟踪算法

关节机器人具有自动化程度高、运动精准等优点,被广泛应用于电弧焊接领域。但是,由于被焊接工件存在加工、装配以及安装定位误差。所以,在焊接质量要求较高、且被焊接工件一致性不好的情况下需要配套焊缝跟踪系统方能实现高质量的焊接作业。电弧传感作为焊缝跟踪的传感方式具有系统结构简单、传感位置与焊接位置重合等优点,但也具有信噪比小、精度差、跟踪参数调整困难等缺点。本研究利用电弧传感的优点,结合机器人焊接对焊缝形状位置的预知特性,利用电弧传感作为基础偏差传感器,机器人控制器根据电弧传感器测量的偏差信号,对当前焊接点进行调整的同时,还对焊缝曲线的空间方程进行调整,从而实现对焊缝曲线上未焊接点的偏移量进行预判,实现焊缝偏差的前馈调整。     

基于旋转电弧传感器的角焊缝跟踪

为了提高基于旋转电弧传感机器人跟踪角焊缝的准确度,解决基于水平滑块伸缩跟踪焊缝时水平滑块行程不够的问题. 通过组合滤波方法,可以滤除焊接电流中的大部分噪声. 利用最小二乘直线去拟合某些采样点,用拟合直线的斜率进行偏差识别. 以偏差和最近三次偏差之和作为模糊控制器的输入量,经过模糊化,模糊推理,单点集重心法使模糊量清晰化,完成了模糊控制器的设计. 再通过两轮差速运动跟踪角焊缝. 最后进行了角焊缝的跟踪. 结果表明,利用该方法,解决了跟踪焊缝时水平滑块行程不够的问题,基于旋转电弧传感机器人跟踪角焊缝的可靠性好,准确度高.     

基于正交试验旋转电弧传感器焊缝跟踪工艺参数的优化

为了实现基于旋转电弧传感器的焊缝跟踪,并获得良好质量的焊缝,需要通过试验去确定最佳焊接参数。为了减少焊接试验的工作量、降低研制成本,采用正交试验设计法合理安排Q235钢板的机器人焊接工艺评定试验,以数理统计方法分析各焊接参数对焊缝质量影响的主次顺序。研究了旋转电弧传感器的旋转频率、焊炬高度、焊炬旋转半径和焊接电流四个主要影响因素对焊缝成形、电流信号特征和抗拉强度的影响,为后续的焊缝跟踪提供优化的焊接参数。     

基于摆动电弧传感的管道焊接焊缝跟踪技术研究现状

基于电弧传感器的焊缝跟踪技术是目前焊接领域的一个重要研究方向,精确的焊缝跟踪可以快速实现焊缝的精确定位,是保证焊接质量的关键。介绍了摆动频率影响跟踪精度的工作原理,综述了电弧传感器的发展与研究现状,分析了各类电弧传感器的应用特点,论述了摆动电弧传感器的在管道焊接机器人系统中集成应用情况。     

基于电弧跟踪技术的转向架构架焊接机器人焊接工艺

文中通过介绍焊接机器人采用电弧跟踪技术原理,设计基于电弧跟踪技术的转向架构架焊接机器人焊接工艺,验证不同板厚、不同坡口形式、不同焊接轨迹下焊接机器人进行电弧跟踪的稳定性,获得基于电弧跟踪技术的转向架构架焊接机器人焊接工艺参数,提升焊接转向架制造工艺装备水平,为今后同类产品的生产提供技术支持。     

移动机器人跟踪90°折线角焊缝的路径规划及直角点识别

针对焊接机器人对90°折线角焊缝焊接困难的问题,对基于旋转电弧传感器移动焊接机器人焊接90°折线角焊缝进行了研究。针对直角点处焊缝难以焊接到,提出了一种以直角点为分界点的分段路径规划,保证焊接到直角点处焊缝。通过研究旋转电弧传感器旋转轨迹在水平面的投影,建立了旋转电弧焊炬对角焊缝高度的几何模型,得到焊接过程中焊炬在一个旋转周期高度的变化,用以识别直角点。最后通过实验验证了方法的可行性。     

摆动电弧焊缝跟踪技术的研究现状

随着生产自动化和智能化技术的迅速发展,各种新技术在焊接领域得到了广泛应用,焊接自动跟踪系统已成为焊接自动控制研究领域中的一个重要内容.精确的焊缝跟踪可以快速实现焊缝的精确定位,是保证焊接质量的关键,是实现焊接过程自动化的重要研究方向.介绍了弧焊机器人在工业中的应用情况,以及在弧焊机器人焊缝跟踪系统中常用到的传感器类型,重点论述了电孤传感器的工作原理以及目前国内外电弧传感器的应用发展和焊缝跟踪技术的研究现状.     

旋转电弧传感移动机器人前倾后倾时对角焊缝的跟踪

旋转电弧传感的移动焊接机器人对90°折线角焊缝进行跟踪时,焊炬姿态先前倾,过了直角点后姿态为后倾,倾角最大为45°,焊炬倾角的变化将导致传感器对焊缝跟踪产生偏差。通过旋转电弧传感器旋转轨迹在水平面的投影得到了带倾角的旋转电弧传感器高度的几何模型,利用焊炬存在倾角时一个旋转周期内前后半周期高度的对称性,运用最小二乘法分别对旋转电弧焊炬前后半周期的焊接电流进行拟合,得到存在倾角时旋转电弧传感器对角焊缝识别的方法。最后,通过实验验证该方法的正确性和有效性。     

带激光跟踪的焊接机器人系统在铝合金油箱焊接中的应用

采用Meta激光跟踪系统,配合Motoman机器人接口软件,实现激光自动跟踪装置联动控制,解决了铝合金油箱在进行端盖双环缝焊接时,工件出现焊缝不规整,有偏移现象,容易出现焊偏、焊穿、咬边现象的问题,使整条焊缝质量具备良好的一致性。机器人焊接工作站采用H型双工位焊接方式,提高了机器人的利用率,同时也提升了生产能力。将焊接机器人应用到铝合金油箱焊接中,大幅提高了焊接质量和效率,改善了产品品质和可靠性。采用三菱PLC做主控制器,配套触摸屏,在触摸屏上选择工件类型,通过外部起动方式调用工件类型对应的机器人焊接程序,操作方便实用。     

小型移动焊接机器人结构设计

针对狭窄空间自动焊接问题,设计了一种小型移动焊接机器人机构.根据机器人结构的运动特点,运用模块化设计方法,把机器人机构分为轮式移动平台、焊炬调节机构和电弧传感器三部分.其中,轮式移动平台采用三轮式差速驱动结构形式,底部安装一可调磁吸附力装置,且控制器集成于移动平台上;焊炬调节机构由十字滑块和焊炬连接装置组成,十字滑块由两电机分别驱动,实现焊缝水平和高低方向精确跟踪;电弧传感器采用圆锥摆形式,且与焊枪设计成一体,使用方便.同时,建立机器人运动学方程,并对直角焊缝不同的转弯中心进行分析,确定水平滑块的行程参数,为机器人的焊缝跟踪控制提供参考.结果表明,该机器人机构满足弯曲焊缝跟踪要求,焊接质量良好.     

双轴机器人旋转电弧传感直线焊缝跟踪仿真研究

基于高精度双轴机器人旋转电弧传感焊接系统及PID控制策略,建立其系统虚拟样机联合控制仿真模型,以跟踪V形坡口直线焊缝为例,在模型中提取焊炬高度变化关系和焊接点坐标数值,采用特征平面法获取引入干扰的焊缝左右偏差,整定PID参数控制双轴机器人移动平台,进行焊接跟踪仿真,可知当偏差e=1时最大跟踪误差为0.0038mm,平均误差为0.0007217 mm。结果表明,采用虚拟样机技术考虑焊接系统动态特性和特征平面法获取焊缝左右偏差可以保证跟踪精度,有利于焊缝自动跟踪的研究,并可以节省成本,为焊接自动化水平的提升贡献新思路。     

带激光踪的焊接机器人系统在铝合金油箱焊接中的应用

采用Meta激光跟踪系统,配合Motoman机器人接口软件,实现激光自动跟踪装置联动控制,解决了铝合金油箱在进行端盖双环缝焊接时,工件出现焊缝不规整,有偏移现象,容易出现焊偏、焊穿、咬边现象的问题,使整条焊缝质量具备良好的一致性.机器人焊接工作站采用H型双工位焊接方式,提高了机器人的利用率,同时也提升了生产能力.将焊接机器人应用到铝合金油箱焊接中,大幅提高了焊接质量和效率,改善了产品品质和可靠性.采用三菱PLC做主控制器,配套触摸屏.在触模屏上选择工件类型,通过外部起动方式调用工件类型对应的机器人焊接程序,操作方便实用.     

焊接工艺参数对角焊缝残余应力的影响

以Q345钢作为试验材料,研究了CO_2焊焊接机器人焊接电流和焊接速度对角焊缝焊趾及焊缝中心处残余应力的影响。研究结果表明:当焊接工艺参数相同时,角焊缝的中心和焊趾处的残余应力水平无明显差别;当电弧电压和焊接速度一定时,增大焊接电流会导致焊缝中心和焊趾处的残余应力水平;当电弧电压和焊接电流一定时,提高焊接速度会导致焊缝中心和焊趾处的残余应力水平。可以根据热输入对焊接残余应力的影响,选择最佳的焊接工艺参数组合。     

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.     

基于摆动式电弧传感器的焊缝跟踪方法

实现焊接工作的机器人化是焊接自动化发展的主要方向,在汽车制造、工程机械等产业已有广泛的应用.但目前国内外应用的大都是示教再现型焊接机器人, 还无法解决诸如安装误差、焊接变形等各种原因引起实际焊缝线偏离示教运动轨迹的困难,不具备焊缝实时跟踪纠偏的功能.因此,焊缝跟踪对于焊接机器人实现焊接过程显得尤为重要,其中焊缝偏差信息提取是实现焊缝跟踪的主要研究课题.只有准确地识别出焊缝和焊炬的具体位置,才能控制焊炬,使之能够始终保持在焊缝上,从而保证焊接工作的顺利.基于上述目的,本文提出利用摆动式电弧传感器提取焊缝偏差信息,实现焊缝偏差实时跟踪的基本方法.     

焊接自动线和焊接机器人

机器人弧焊离线编程与仿真系统的设计；面向遥控焊接的焊缝模型建模技术；基于局部视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划；IGM弧焊机器人大型工作站仿真系统设计；Z4型焊接机器人；TRIBON M2焊接计划的使用与二次开发；机器视觉型焊缝跟踪技术；基于LabVIEW的位移测理系统及应用；基于LabVIEW的电弧传感跟踪控制系统。[编者按]     

水下机器人技术在焊接中的应用现状与前景

就水下机器人技术的发展。结合目前水下焊接面临的技术问题，介绍了水下机器人技术应用于水下焊接的现状和前景；介绍了目前的焊缝跟踪技术、电弧图像处理技术以及遥控焊接技术。     

电弧传感移动式球头焊接机器人的运动学模型

大型塔吊的球头焊接主要是曲线焊缝,针对现有电弧传感移动式球头焊接机器人采用机构简化焊缝跟踪方法控制难度大、跟踪精度低等问题,提出一种焊缝切线法,该方法显著提高了曲线焊缝跟踪的精度。根据焊接机器人运动学和机构学的特点分别建立这二种方法的焊炬运动轨迹的数学模型和Matlab/Simulink仿真模型,在统一的标准下,分析比较两种方法的特点及适用条件。在此基础上,对实际的旋转电弧焊接机器人的焊炬运动进行优化。经过计算分析可得,在塔吊球头自动化焊接中采用焊缝切线法更好。