基于VC的旋转电弧窄间隙MAG焊多信息融合焊缝跟踪系统

针对窄间隙旋转电弧MAG焊焊缝跟踪的需要以及单一传感器的不足,采用Visual C++开发了基于电弧传感和视觉传感的多信息融合焊缝跟踪系统。电弧传感采用NIPCI-6251数据采集卡、电流/电压传感器、电弧位置传感器结合NI的measurement studio软件,实现了对每个电弧旋转周期内电弧信号的获取,进而实现积分法、极值法、粗糙集等电弧传感方法。视觉传感利用图像采集卡、电弧位置传感器和CCD摄像机,获取电弧旋转到左右坡口侧时的焊接图像,实现焊缝偏差的检测。而焊缝跟踪是综合电弧传感焊缝偏差和视觉传感焊缝偏差的基础上进行焊缝纠偏。为提高系统运行效率,采用多线程方法实现电弧传感、视觉传感的同步采集和技术;利用CTimer控件实现焊缝偏差的多信息融合分析、显示和记录。系统的构建为进一步的多信息融合控制、焊接质量控制奠定基础。     

一种新的面向焊接智能建模的离散化方法

针对离散化方法在焊接智能建模和控制中的重要性和目前研究存在的不足,以粗糙集智能建模方法为例,采用脉冲钨极氩弧焊的一个预测焊接熔池背面宽度的模型为背景,对离散化方法进行研究.确立了离散化方法在焊接建模领域的主要评价标准.据此对比了常用的适合焊接过程的离散化方法,并得出基于熵的离散化算法更好.最后,在基于熵算法的基础上提出了一种改进的离散化方法.结果表明,该算法稳定且更加适合焊接领域的建模.     

基于变精度粗糙集的脉冲GTAW过程建模方法

采用变精度粗糙集方法对脉冲GTAW过程进行建模,获取能预测熔池背面宽度的动态模型,并对该建模方法的主要步骤和关键问题做了阐述.结果表明,该模型具有足够的精度,能满足焊接应用的需要.该方法拓展了粗糙集理论的应用领域,并为焊接建模提供了一种新方法,具有较大的应用潜力.     

网络机器人的发展及其在焊接中的应用现状

计算机技术的发展,推动了传统机器人控制技术的进步,基于网络的机器人技术在现场监控、信息安全、远程操作等方面进行了大量地研究,焊接机器人已经在汽车生产等行业得到广泛的应用;由于焊接环境的恶劣性和危险性,通过远程监控、遥控操作等控制方式的焊接机器人具有安全性等特点,使得通过网络控制机器人成为一种越来越受欢迎的方式。就国内外基于网络控制机器人的研究现状及其在焊接领域现阶段的研究程度进行分类,并对将来的发展做了初步的探讨。     

基于粗糙集的窄间隙MAG焊焊缝偏差建模方法

针对旋转电弧窄间隙MAG多层单道焊焊缝跟踪需要,提出一种基于粗糙集的焊缝偏差智能建模方法.首先设计工件模仿多层单道焊的坡口状态,并采集不同偏差下的试验数据,然后根据电弧长度变化的Matab仿真和试验数据变化规律将一个旋转周期内的电流划分为12个区间,提取各区间电流平均值和左右区间差值来建立决策表.通过对决策表离散化、约简,最终获得“IF…THEN”形式的知识模型.结果表明,对模型验证并与神经网络对比,二者预测能力相当,精度满足焊缝跟踪需要,而粗糙集模型的可理解性大大提高且能进一步从数据中发掘焊缝偏差与焊接电信号潜在的规律,为电弧控制器设计做准备.     

5052铝合金水下药芯割丝电弧切割工艺

药芯割丝电弧切割是一种高效优质的水下切割方法,目前该方法对铝合金材料切割的研究较少,为此开展了相关工艺研究。利用能模拟不同水深的切割装置,附加霍尔电流、电压传感实现对切割过程的数据采集;设计试验时,考虑水下切割工艺范围较窄,在保持其他工艺参数不变的情况下考察某一参数变化对切割过程的影响;通过观察割口、分析数据等方式研究水深、电流、电压等主要工艺参数。结果表明,5052铝合金切割时主要参数的影响与低碳钢类似。但由于铝热反应使其切割过程更容易进行,过程更剧烈。此外异种金属切割使得割口中的残渣容易去除,其所需的热输入相比碳钢更低。     

窄间隙MAG焊侧壁熔深信息的获取与同步化

窄间隙焊中坡口侧壁熔深是反映焊接质量的重要参数,针对侧壁熔深信息难以直接获取的问题,提出一种窄间隙MAG焊熔深信息离线获取,并实现与其他焊接数据采集信息同步的方法。首先设计了一个划线装置,实现在工件上标记开始数据采集到结束数据采集的位置,其次通过平行焊接方向、在工件最大熔深位置处对工件进行切割、打磨、腐蚀,获取整体熔合线变化曲线,并采用人机交互的图像处理算法对熔合线进行边缘提取和函数拟合,实现侧壁熔深信息获取及与其他数据信息的同步,为进一步的熔深建模和控制研究奠定基础。     

304不锈钢水下药芯割丝电弧切割机理

药芯割丝电弧切割(flux-cored wire arc cutting,FCAC)作为一种高效、低成本、安全的水下切割方法,具有广阔的应用前景. 由于水下复杂环境的干扰,该方法的不锈钢切割机理仍不明确,采用工艺试验、水下观测和数值模拟相结合的方法对水下割口成形机理进行研究. 首先通过工艺试验确定水下切割相关特征参数;其次采用半椭球体热源模拟切割热源,并根据试验观测设置热源的运动和切换方式;最后对工件进行网格划分和水下边界条件设置,使用生死单元法动态模拟切割中熔融金属的去除;对工件上特定点的模拟和实际温度以及切割后的模拟割口与实际割口形貌进行了研究对比,验证该方法数值模拟的准确性. 结果表明,水下电弧切割不锈钢割口主要分为“/ \”型、“| |”型和“\ /”型3种形貌. 通过高速摄像观察得出,水下不锈钢切割过程由多个周期型连续穿孔过程组成,通过模拟进行验证,对割口成形过程进行有效预测,有助于进一步优化工艺并进行有效控制.     

基于LabVIEW的虚拟仪器在焊接中的应用

以LabVIEW为代表的虚拟仪器技术是计算机技术和测试技术发展和结合所产生的.它能代替传统仪器,并具有很好的灵活性和可扩展性,从而适应焊接质量控制对测控技术的需要.文中论述和评价了LabVIEW在焊接领域的应用.可以看出,LabVIEW在近五年来在焊接领域得到广泛和快速的应用,在焊接信号的采集、焊接图像处理、运动控制和焊接质量控制方面具有广阔的应用前景.     

旋转电弧窄间隙焊温度场和侧壁熔深的数值模拟

针对旋转电弧窄间隙MAG焊焊缝成形研究需要,采用Ansys软件对旋转电弧窄间隙MAG焊接温度场进行数值模拟,研究焊缝成形的影响因素.考虑旋转电弧窄间隙MAG焊特点,实现热源模型旋转加载和旋转电弧窄间隙焊接三维温度场数值计算,模拟温度场结果与试验焊缝形貌吻合良好.为进一步提高计算效率,根据热源等效和旋转电弧热源分布特点,提出了一种类似马鞍形圆环的等效热源,侧壁熔深模拟结果与实际较符合,且计算效率大为提高.研究结果为进一步的熔深控制和焊接变形研究奠定基础.