基于软PLC的变极性等离子弧焊接控制系统北大核心

软PLC技术是近些年发展起来的一种新型控制技术,它是基于PC机的,因其强大的网络通讯能力和数据处理能力迅速成为工业自动化领域的研究热点,阐述了变极性等离子弧焊的焊接原理,介绍了以德国3S公司的软PLC产品CoDeSys以及Ether CAT现场总线为基础的分布式变极性等离子焊接控制系统的设计方案。该系统通过读取运行G代码实现空间直线和圆弧的插补完成复杂空间曲线轨迹的行走,并且在运动控制的过程中实时控制焊接工艺参数,最终实现复杂空间曲线焊缝的焊接。     

基于多点柔性支撑的钛合金激光焊接变形控制

钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟. 但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形. 由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形. 文中提出并验证了基于可编程多点柔性支撑的主动变形控制方法. 针对传统刚性装夹、预置应力不适应于弱刚性带筋壁板结构的问题,设计了一套以STM32单片机为主控,直线电动推杆为执行机构的多点柔性支撑装置. 结果表明,可在焊接过程实时监测当前支撑位置的受力状态,并进行动态调节,从而达到有效抑制焊接角变形的效果.     

BGA焊球表面状态与微观结构关系的研究

焊球是球栅阵列封装(BGA)的主要连接部件,电子产品自动化生产要求焊球具有良好的表面光亮度.用均匀射流断裂方法生产BGA焊球,研究焊球内部显微结构,从焊球的微观结构推测钎料液滴的凝固行为.通过对小球光滑和粗糙部位微观结构分析,总结小球表面粗糙部位显微组织的特征.最后研究少量稀土元素对小球表面状态的影响.     

基于不均匀散热的薄璧金属O形密封环电阻对焊工艺

根据无缝薄壁不锈钢管首尾连接形成O形密封环的特殊要求,开发了直流电阻对焊设备.该设备采用可编程加热电源、异形铜电极夹钳、恒定的焊接顶锻压力结构,通过断续加热、持续不均匀散热的方式,获得合适的焊接温度场,形成O形密封环的对接接头,成功地实现了薄壁不锈钢O形密封环的电阻对焊.     

基于弧焊温度场正面信息的熔透控制——三维温度场熔透解析模型及验证

应用累积原理和镜像法建立了电弧热源为高斯分布、工件为有限尺寸的三维焊接温度场解析表达式,并介绍了利用这个解析式和获取得正面温度场信息来推断背面熔透的方法,通过试验验证了这个解析模型的有效性,为后续基于正面温度场信息进行背面熔透成形的实时控制打下基础。     

变极性等离子电弧形态对电弧力的影响

研究了变极性等离子弧焊接工艺中,电弧形态及力学行为随焊接过程变化的现象,提出了变极性等离子电弧力学行为随电弧形态的改变而变化的规律。通过高速摄像以及对电弧力和电流的同步检测,证实了联合型等离子弧在反极性时间内易形成双弧的事实。     

基于散热条件变化的弧焊熔透成形过程的数值模拟

利用有限元热场数值模拟技术,对焊接过程中变截面与非变截面焊件的温度场进行模拟计算,定量地得到了由于焊件变截面散热条件变化,导致熔池动态热输出及熔透变化的过程,通过两种焊件计算结果的对比分析,得出可通过焊件热影响区长度方面的温度梯度和宽度方向的温度梯度的变化来反映熔池热输出变化及热输出变化与熔透变化具有一定对应关系的结论,为进一在于能量平衡的熔透控制建立一定的理论基础。     

气体成分对磁致旋转喷射过渡焊接过程的影响

分析了不同气体成分(纯Ar、ψ(Ar)98% ψ(O2)2%、ψ(Ar)80% ψ(CO2)20%)下的磁致旋转喷射过渡焊接工艺的电弧形态及运动特征、熔滴过渡机制和焊缝成形特点.试验结果表明,施加纵向磁场后,焊接电弧和液流柬都偏移焊丝轴线一定的角度作有规律的旋转运动,其中采用ψ(Ar)80% ψ(CO2)20%)的电弧旋转速度最大,纯Ar次之,而ψ(Ar)98% ψ(O2)2%最小,并且后两者的电弧偏离焊丝轴线的角度较小,焊丝端头始终在电弧的包围之中,而前者的阳极弧根仅分布在液流束的端部,飞溅较大;利用纵向磁场时焊接电弧的附加电磁力促使电弧旋转还能够改善焊缝成形.     

智能应急救援装备研究现状与发展趋势

在地震、火灾等灾害现场,抢险救援任务的紧迫性突显了对智能化应急救援装备的迫切需求。智能应急救援装备的使用可极大地提高救援队伍的战斗力,快速、高效地处理各类灾害,特别是突如其来的严重灾难,大大减少救援人员的伤亡和国家的财产损失,具有重要的研究意义。按照工作环境和用途可将智能应急救援装备分为空中救援装备、陆地救援装备、水下救援装备以及通用救援装备等。在对智能应急救援装备及关键技术的研究现状进行概述的基础上,分析发现了当前研究还存在着缺乏高效的机构设计方法、装备可靠性不佳、智能化程度较低、通信技术成熟度不高以及人机友好性较差等问题,这都导致了智能应急救援装备在大型灾害现场应用程度不高。指出了智能应急救援装备将向着先进的结构设计、可靠的运动性能、高智能化、快速精准的通信及良好的人机交互的方向发展。     

管道插接焊缝位置及焊枪位姿建模

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空间焊缝.针对弧焊机器人工作的特殊要求,在不失一般性的基础上,建立了焊缝位置及焊枪位姿的数学模型,以坐标系的形式定量描述了焊缝及焊枪的位置和方向,确定了能够准确描述焊枪姿态的参数:工作角、行走角和自转角,并给出了计算方法.通过对相贯线焊缝特征的分析,发现相贯线上任意点的切线始终与过该点的两个圆柱切平面的交线重合,在此基础上提出了一种简单的建立焊缝特征矩阵的计算方法.该模型对管道插接具有通用性,对焊接工艺的建模与仿真以及机器人焊接的建模与离线编程具有重要意义.