数控焊接变位机运动精度的影响因素

通过试验测定和计算机软件对试验数据进行处理，研究了工作台在不同倾斜角时的回转角、载荷阻力矩、回转速度等单因素和多因素综合作用下，对数控座式焊接变位机工作台回转运动到位精度的影响。研究结果对设计、开发弧焊机器人用的数控焊件变位设备，对提高它们的运动精度有一定的借鉴作用。     

基于机器人的曲线焊接系统

针对曲线结构工件的人工焊接效率低、焊接质量不稳定、人工劳动强度大等问题,基于机器人设计出一种高效率和高精度的焊接系统。本系统采用机器人与PLC联合控制变位机的翻转和回转,使待焊工件的焊缝始终处于平焊或船形焊位置,利用触摸屏设置翻转速度和显示整个控制系统的工作状态,通过机器人与焊机的通讯及机器人在线示教编程,实现曲线结构工件的自动化焊接。为了保证焊接质量,采用接触传感和电弧传感功能精确寻位和实时修正示教轨迹。经实际应用表明,系统运行良好,达到了预期设计目标。     

弧焊机器人与数控变位机协同作业规划

在研究了弧焊机器人和变位机协同作业的路径规划之后,提出用仿真进行协同作业规划的方法.该方法以位置和速度约束来规划机器人和变位机的运动,并根据作业路径建立样条函数,以样条函数作为仿真时焊枪位姿的点驱动函数.利用仿真结果,提取出仿真过程中弧焊机器人和变位机各关节的角位移函数,并由此生成孤焊机器人系统的焊接作业程序.经过机器人专用平台验证,采用该方法规划的弧焊机器人与数控变位机协同作业.其运动轨迹完全满足焊接作业要求.     

VPPA穿孔立焊机器人系统的运动学建模

建立3+1轴直角坐标型焊接机器人和二轴倾斜/回转变位机的运动学模型。采用三点定位法并结合齐次变换矩阵的特性,得到焊接机器人偏转轴、变位机倾斜轴及回转轴的安装位姿描述矩阵,进而得到了焊接机器人运动学正解及逆解、变位机正解。根据VPPA焊接立向上姿态的焊缝坐标系特点,计算了变位机倾斜角及回转角。以倍福工控机为主站,并使用实时工业以太网Ether CAT作为通讯手段,连接高精度伺服作为运动控制从站,依据本研究建立的运动学数学模型进行算法编程,下载到工控机,示教后进行了焊接轨迹行走实验,结果验证了运动学模型的有效性。     

基于虚拟现实的焊接机器人工作站离线编程系统

在自动焊接应用中,离线编程焊接机器人通常具有一定的控制局限性。结合虚拟现实技术搭建了一套焊接机器人工作站,通过开发离线编程系统,简化机器人控制方式、灵活调整视角和自动规划焊接轨迹等,提升了焊接机器人离线编程效率。开发了同点异线焊缝识别算法,实现了单机器人的轨迹规划功能。基于焊枪基准姿态,分析横焊、平焊、立向上焊和立向下焊的焊接姿态,实现全位置焊接姿态规划。增加KBR-2Z500双轴变位机,实现多轴联动的复杂轨迹规划功能,研究了机器人运动与变位机运动的耦合与解耦问题,达成焊接机器人工作站协同运动规划。通过现实空间完全复现虚拟环境下的空间曲线焊接轨迹规划实验,验证了工作站离线编程系统的交互性、可行性和可靠性。     

基于Android的焊接机器人移动远程示教控制系统研制

设计并编写了一种基于Android操作系统的焊接机器人示教操作控制系统,示教系统通过Wi-Fi对机器人进行无线远程控制。焊接机器人主控芯片为STM32F103ZET6,在焊接机器人电机控制器中加入了CAN 2.0通讯接口以实现控制电机运动。使用Eclipse软件开发Android示教系统,利用Android系统的控件创建人机交互界面。测试结果显示,该示教器性能稳定,实现了程序管理与修改的功能,准确地模拟并实现了焊接轨迹。     

基于RobotStudio焊接机器人工作站仿真设计

以焊接机器人为研究对象,利用SolidWorks建模功能和RobotStudio仿真功能搭建了焊接机器人工作站。根据焊件的实际工况设置焊接系统参数,研究发现短路过渡的焊接方法适合薄板低碳钢的焊接。设计了供电供气系统,规划了焊接轨迹。为了提高机器人精度,采用TCP和Z、X法建立工具坐标,采用三点法设置工件坐标。创建了常用的I/O信号,并进行信号关联,使用焊接机器人专用的编程指令,编写完成了焊接程序。创建了碰撞监控,保证焊枪与焊件在示教和仿真运行时不发生碰撞。运用TCP跟踪功能验证了焊缝轨迹的准确性,调用计时器功能,记录焊接仿真时间。在示教器生产屏幕中不断优化焊接参数,从而得到理想的焊缝。通过对焊接工作站的仿真设计,有利于改善劳动条件,提高生产效率。     

汽车前桥焊接机器人工作站的设计

介绍了前桥焊接机器人工作站的结构和控制系统设计。该前桥焊接机器人工作站是基于AC伺服技术,集机、电、气为一体的自动化程度较高的焊接装置,可在前桥焊接过程中实现自动夹紧、转位、焊接、翻转、松开夹具等一系列操作工序,实现了国内数控焊接变位机由点位控制到高精度轨迹控制的转变。     

焊接机械装备中的一种多自由度、伺服控制焊件变位机械设计

通过分析汽车燃油管自动化装配生产线焊件变位机械的功能，设计出一种多自由度、伺服控制的焊件变位机，对于设计开发多功能、多种类的焊接变位机有一定的参考意义。     

基于数据手套的仿生机械手控制与示教再现

针对欠驱动仿生机械手的主从控制和示教再现等内容展开研究,构建仿生机械手控制系统实验平台,通过数据手套采集人手运动信息,采用关节角度映射将运动信息转化为机械手运动指令,借助无线通信将运动指令发送给机械手以实现实时在线主从控制;然后,借助主从控制完成仿生机械手的在线示教工作,并将示教期间的运动指令存储起来,顺序读取执行运动指令便可以再现示教动作。最后,通过手势运动测试验证本文设计的主从控制和示教再现的准确性和可靠性。     

基于Profinet的双主轴数控磨床控制系统的设计与实现北大核心

在设计双主轴数控外圆磨床控制系统方案时,两个砂轮主轴电机转速采用模拟量模块控制,但数控系统只能支持一个模拟主轴的控制。为解决此问题,通过808D AD数控系统的Profinet总线通信接口连接S7⁃1200 PLC扩展第二模拟主轴。对第二模拟主轴进行数控编程时用R参数代替S转速指令,使用GET指令、S7通信协议将转速指令发送至远程PLC端,再从PLC的模拟量模块中输出;第二模拟主轴的编码器连接至PLC的高速计数器输入口,使用PUT指令将实际转速传输至数控系统侧;针对双主轴磨削工艺设计制作808D AD的用户自定义界面,可显示2个主轴的指令转速、实际转速。结果表明:采用总线通信,系统抗干扰能力强,第二模拟主轴的转速误差可以控制在10%以内,对主轴转速控制或非联动位移轴控制具有一定的参考价值。     

虚拟数控机床的开发及其在教学中的应用

利用数控加工仿真平台VERICUT开发虚拟数控机床,并将其成功应用于课堂教学和实验教学中。在VERICUT的基础上借助Pro/E的建模功能构建虚拟机床的结构模型,通过对现有数控指令系统的修改,建立能够仿真SINUMERIK802S的数控系统,并定制更适合于教学的虚拟数控机床界面。教学实践表明:虚拟数控机床不但具有安全、经济的特点,而且有利于激发学生的学习热情,能达到良好的教学效果。     

伺服焊枪点焊PLC控制系统设计

基于PLC控制器设计了一套伺服焊枪点焊控制系统,该系统集成了伺服焊枪和焊接控制器等设备.焊接过程中,电极定位利用伺服电机的位置环来实现,电极力则通过采集安装在电极杆上的LoadCel压力传感器的反馈压力信号来进行闭环控制,与焊接控制器的通讯则由系统的I/O模块来完成.试验表明,该伺服焊枪系统在焊接过程中电极定位迅速、电极力稳定,并能够有效地提高焊接质量,减少焊接喷溅,延长电极寿命.     

铁路货车端墙焊接机器人生产线

为铁路货车端墙配套的焊接机器人生产线,除了两套焊接机器人系统之外,设计制造了外围机械系统与电控系统。采用C型架上倒挂机器人与机器人行走相协调的控制方式,覆盖了端墙所需焊接的全部焊缝位置,获得了满意的焊接效果;所配套的工件自动传输机构、自动工件装夹定位机构及工件自动翻转机构,稳定可靠．最大限度地满足了端墙焊接生产的技术要求。     

A high-precision control system for robotic welding positioner

0Introduction Numericallycontrolled(NC)weldingpositioneristhe keycomponentofweldingflexiblemanufacturingcenter (WFMC)ofarcweldingrobotthatrequiresahighquality controlsystem.Thepotentialqualitiesofcontrolsystemin cludereasonablestructure,powerfulcomputing…     

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.     

焊条电弧焊仿真操作中运条轨迹的检测与评价

针对可视化焊接模拟仿真系统中如何评定焊接操作水平问题,设计了焊条电弧焊操作模拟训练平台,包括模拟焊枪、模拟试板、图像检测模块、倾角传感器,主控计算机与评价系统,实现了对焊工操作模拟中焊条轨迹实时位置的高精度检测;从保证焊缝平直及控制焊接速度的原则出发提出了从直线度、均一度、均匀度、焊缝边缘停留时间和相似度等5个方面对焊接操作的运条轨迹进行分析与评价的方法,并通过计算机编程已嵌入到可视化焊接模拟仿真系统中,系统运行平稳.结果表明,能够客观评价焊接操作者的技术水平.     

基于TIG堆焊技术的低碳钢零件精密快速成形

建立了基于TIG堆焊技术的熔焊快速成形系统,包括焊接电源、TIG焊枪、送丝机构、数控机床、工控机和电压电流采集卡等.TIG焊机进行堆焊成形,数控机床控制焊机的行走并进行后续的切削加工,工控机采集焊接过程中的成形数据,进行反馈控制.针对低碳钢TIG堆焊成形过程中热量积累导致工件边缘塌陷的问题建立了电压反馈模糊控制系统.结果表明,在电压反馈模糊控制系统的辅助下进行堆焊可获得成形良好的墙体工件.进行了圆筒形状低碳钢零件的熔焊快速成形,在TIG堆焊的基础上进行了数控切削加工,获得了高精度的成形工件.