液压支架横焊缝焊接专机运动学建模与工艺仿真

研究了大型结构件非标焊接专机的虚拟示教实现问题。在CATIA中建立了液压支架横焊缝焊接专机的系统模型,分析了其运动链组成,建立了其运动学方程,并给出了解算方法和结果;在DELMIA中构建了其真实的虚拟专机,以液压支架焊接工艺为基础,进行了焊接轨迹规划和示教,生成了无干涉的焊接轨迹,完成了液压支架横焊缝焊接的虚拟仿真,为实际设备的现场调试实现提供了作业指导。     

焊接机器人运动学仿真及控制系统研究

为了提高焊接机器人的编程效率并保证焊接质量，对机器人运动学仿真和控制系统进行了研发。首先采用D-H参数法建模并对焊接机器人进行了正逆运动学求解，然后通过构建焊缝坐标系的方法对相贯线的自动路径规划进行了研究，并利用PC SDK与机器人控制器进行通信。基于Visual Studio C#平台结合OpenGL实现了机器人的运动学仿真、自动路径规划和远程弧焊控制功能。最后通过RobotStudio对该系统的基本功能进行了验证，结果表明系统准确可靠且满足焊接机器人的工作要求，较大地提高了作业效率，为机器人仿真和远程控制系统的开发提供了解决方案。     

虚拟焊接制造系统集成仿真方法

通过对焊接生产系统进行建模和仿真研究,基于虚拟制造技术提出虚拟焊接制造系统及其集成仿真模型的实现框架和建模方法;结合CAD(计算辅助设计)、CAE(计算机辅工程分析)、VR(虚拟现实)和离散事件仿真技术,对虚拟焊接制造系统的总体流程和系统的设计与布局、焊接专机及其它设备的选择和优化、焊接生产过程的静态与动态仿真、工艺参数优化和投资前的生产分析等主要环节进行了研究;通过具体实例详细论述和分析了构建虚拟制造系统的集成仿真方法,阐述了虚拟焊接制造系统仿真的关键问题,该方法为实际生产系统提供了有效分析工具,并用于指导生产实践。     

基于UG的弧焊机器人离线编程系统开发

针对KUKA KR30L16型6自由度焊接机器人,应用UG/Open二次开发函数和C++编程语言,进行了基于UG可视化平台的离线编程系统开发,实现了焊接机器人系统和常用焊接工件的三维建模及组装、运动学求解、焊接轨迹规划、运动路径仿真与检测、焊接控制程序自动生成等功能。详细探讨了系统开发中的关键技术问题。仿真检测与试验结果表明,所开发的离线编程系统能够满足车间常用工件焊接的离线编程要求,提高了焊接生产效率。     

机器人三维可视化离线编程和仿真系统

提出了一种基于PC的交互式三维可视化离线编程和动态仿真系统。利用目前流行的PC机和Windows操作系统所支持的OpenGL三维图形功能,在系统中实现了焊接机器人及其工件的三维几何建模和机器人运动学建模,并研究了机器人运动轨迹的自动规划和编程以及它的图形化三维动态仿真。采用交互式三维“虚拟示教”方式实现了机器人单道焊焊接路径的规划和编程,对多层多道焊,则通过采用“宏”技术实现机器人焊接运动轨迹的自动规划和编程,通过图形化三维动态仿真实现了对机器人程序及运动轨迹的可靠性和安全性验证。离线编制的程序在向机器人控制系统传送的过程中实现了向机器人语言的自动转换,从而使机器人离线编程的实用性得到大大提高。     

基于单面焊双面成形的大型拼板焊接专机设计

针对大型钢板在焊接过程中具有耗时长、背面焊接变位困难、焊缝质量难以控制等问题,设计了一台大型拼板专用焊接专机,并介绍了其设计思路、主要组成和关键技术参数等。通过优化现有的拼板焊接工艺流程和控制背面焊道成形,可实现良好的单面焊双面成形。通过现场焊接试验和企业应用,验证了该焊接专机的设计能够满足大型拼板焊接需求,提高焊接效率和焊缝质量。     

管材焊接专机控制系统的研究

针对人工焊接管材拼接不准,焊接质量不高等缺点,提出了一套以PLC S7-200 smart ST60为核心控制器的自动焊接专机系统。基于焊接电流随管材与焊枪之间距离变化而变化的原理,对焊接跟踪控制关键点进行了研究,给出了焊接跟踪控制算法。对焊接专机系统的机械结构、电气结构和软件设计进行了介绍。最后对该自动焊接专机系统进行了实际验证。结果表明,焊枪的波动范围在±2 mm内,电流波动范围控制在±5 A内,系统运行平稳,具有非常好的实用价值。     

SX780CF细晶粒结构钢的埋弧自动焊

国产细晶粒结构钢SX780CF首次被应用于水电系统大型压力钢管。采用大型水工钢管智能化组焊专机和多功能滚焊台车以及埋弧自动焊提高了生产效率,降低了生产成本。介绍大型水工钢管智能化组焊机的状况,针对SX780CF埋弧自动焊接头的焊接性能、力学性能、力学不均匀性和微观组织进行试验和分析。结果表明,SX780CF埋弧自动焊接接头的拉伸强度、弯曲性能和硬度值均满足标准GB50766-2012要求,在水电站大型压力钢管工程中值得进行推广。     

汽车连杆类焊接专机的研制

焊接专机是一种刚性或半刚性的自动化焊接设备，不同于柔性自动化的焊接机器人。在此设计了一台汽车连杆类焊专机，介绍了焊接专机的工作原理、机械系统、控制系统、焊接参数、焊接工艺等。该焊接专机结构合理，利用PLC进行自动控制，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，改善了工件焊接质量。     

液压支架油缸内壁缺陷修复机械臂的运动学分析与仿真

针对矿用液压支架油缸内壁局部缺陷修复,设计一种能深入液压支架油缸筒内进行内壁修复的焊接机械臂。基于改进D-H参数建模方法,对设计的内表面修复焊接机械臂进行运动学建模,并求解了内表面修复焊接机械臂的正、逆运动学。借助MATLAB软件,采用蒙特卡洛法,对该焊接机械臂的有效工作空间进行了仿真分析,利用Robotics Toolbox工具箱对油缸内壁缺陷修复机械臂进行关节轨迹规划,通过仿真得到各关节的角位移、角速度、角加速度曲线。仿真结果表明：该机械臂运行平稳,轨迹连续,满足运动学要求。     

全位置相贯线自动焊接新型焊枪设计

在焊接复杂的空间曲线或进行全位置焊接操作时,传统焊接机器人关节耦合、系统干涉现象较为普遍,焊接局限性明显. 为了克服焊枪位姿改变时的干涉现象,基于各位置焊缝角度和深度均动态变化的特征,设计出一款能调节自身工作角的新型焊枪,使焊枪自身能够具有一定的实时调节能力,在自动焊接过程中通过调节焊枪工作角配合机器人完成全位置焊接,增强机器人的实用性和可行性,满足较为复杂相贯曲线的焊接要求,使用OpenGL对焊枪运动学模型和焊接过程进行了仿真,仿真结果证明了所设计的自动焊接焊枪的有效性.     

轨道辆车体铝合金部件自动焊设备研制

主要介绍了在轨道车辆铝合金部件焊接生产过程中所采用的龙门自动焊接专机和机器人焊接工作站的结构特点及应用状况.概括了适合进行自动化焊接生产的铝合金产品及工装条件,对系列龙门自动焊接专机的机械结构、操作系统、焊接和跟踪系统进行了一定的说明.同时还对机器人自动化焊接过程中焊枪空间呵达性、重复定位精度、焊缝类型、空间工作安全等...     

一种相贯线埋弧焊接机器人的结构优化设计

为了使相贯线埋弧焊接机器人具有更好的运动学和动力学性能,结合机械结构特点和动力学性能,按照由下而上的设计方法,优化设计了一种相贯线埋弧焊接机器人。利用UG软件完成了三维建模,并通过ADAMS软件进行了仿真分析。仿真结果表明：该方法提高了系统的整体性能,为其他相关机器人结构和驱动装置的优化设计提供了参考。     

翅片暖气管板焊接专机控制系统设计

针对一种翅片暖气管板焊接存在焊缝一致性差、产品合格率低、焊接效率低以及劳动强度大等问题,设计了1台焊接专机。该专机具有不同的2套工装,可实现暖气片的丝头焊缝以及管板焊缝自动焊接。控制系统以Trust PLC CTSC-200系列CPU226H为核心,以TD200为人机界面,形成了焊枪的三轴自动控制系统。CPU226H控制器输出高速脉冲,借助驱动器驱动步进电机,使焊枪三维运动,实现了自动焊接过程。调试运行表明:该焊接专机控制系统满足了翅片暖气管板焊接的要求,为翅片暖气管板焊接提供了一种新设备。如果更换工装,该专机还可满足更多自动焊接领域的需求。     

铁路侧架智能熔化极气体保护焊接系统计算机模拟实验研究

参照铁路制造工业案例开发了智能GMAW系统,该系统配备了视觉系统、激光器和带通滤波器,能够根据视觉系统收集的信息通过专用程序自动调整焊接工艺参数。焊接仿真模拟通过机器人运动学计算、碰撞检测和运动规划,确定、验证机器人智能焊接系统的最佳配置。     

马鞍形曲线自动焊接四轴联动插补算法

介绍了一种马鞍形曲线自动焊接系统的工作原理、系统结构、插补算法和仿真结果.设计了具有τ,γ,ρ,σ四自由度的马鞍形曲线自动焊接系统结构,通过四轴联动控制,控制焊枪运动轨迹和姿态,实现马鞍形曲线焊缝的自动焊接.在对系统运动学模型的分析基础上,利用四轴联动及空间解析几何原理,建立了马鞍形曲线焊接时的轨迹和焊枪姿态控制的数学模型,提出了马鞍形曲线自动焊接四轴联动插补算法.对马鞍形曲线实例进行了算法的仿真分析.结果表明,算法具有理想的轨迹控制精度和姿态控制精度,实现了马鞍形曲线的直接插补.     

箱型钢结构焊接机器人系统构建及运动学建模

针对箱型钢结构现场焊接施工中的自动化程度低、高空作业和接头质量稳定性不足等问题，设计了一款新型箱型钢结构全位置焊接机器人系统.在介绍机器人系统的结构设计方案和原理的基础上，根据箱型钢结构的结构特征，对其直拐角的焊接运动过程进行了详细的探讨，对其各种运动状态进行了基于Craig D-H模型的运动学建模和分析.针对焊接机器人在过渡运动过程中存在连杆偏距和关节角变量的问题，提出了一种额外引入中间坐标系的正运动学求解方法.结果表明，机器人系统的结构设计和参数选择合理，系统运动学建模及求解正确.     

焊接自动线和焊接机器人

中频逆变自动缝焊专机的研制及应用;铁路货车用转K2型转向架支撑座机器人焊接系统;基于样条曲线的焊接机器人路径自动生成;精密型工业机器人焊接装置;基于汽车碰撞仿真的点焊连接关系有限元模拟方法;PLC控制在汽车后桥壳焊接设备中的应用;1Cr18Ni9Ti不锈钢管道对接水平固定组合焊接。     

焊接自动线和焊接机器人

中频逆变自动缝焊专机的研制及应用;铁路货车用转K2型转向架支撑座机器人焊接系统;基于样条曲线的焊接机器人路径自动生成;精密型工业机器人焊接装置;基于汽车碰撞仿真的点焊连接关系有限元模拟方法;PLC控制在汽车后桥壳焊接设备中的应用;1Cr18Ni9Ti不锈钢管道对接水平固定组合焊接。     

钢管塔管法兰对接环缝组合自动焊工艺

在我国第一条特高压示范线路"皖电东送"工程中,全线采用了钢管塔架设,其中管法兰对接环缝是其主要设计形式。前期应用自动专机,采用内外GMAW-A焊接,能够满足一级环缝质量要求。但在生产中发现专机内外GMAW-A焊接一次合格率不高,于是又采用GMAW-A和SAW的组合自动焊工艺,产品一次合格率明显提高,体现了组合自动焊在管法兰环缝对接焊接中的优越性。