中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接技术研究

针对采用在线示教方式的中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接工艺进行了研究,结合机器人程序中的偏移指令设计了一种新的多层多道焊机器人焊接方法。通过对机器人焊接顺序、焊接路径进行规划,利用简化的焊道截面计算出各个目标点的偏移量,完成对机器人程序的编写。利用机器人离线编程软件Robot Studio以及实际的焊接设备对所提出的方法进行了试验验证。结果表明,该方法可有效减少示教次数,提高焊接效率,焊接后的V型坡口板填充效果以及焊缝成形良好。     

焊接机器人系统标定技术研究现状北大核心

焊接机器人系统的标定是提升焊接智能化水平、提高焊接效率以及保证焊接质量的前提条件。对于焊接机器人系统标定技术的研究,国内外众多学者已开展了大量卓有成效的研究工作。根据标定对象的不同,将焊接机器人系统标定分为焊接机器人本体标定、工具标定、工件标定以及协作系统标定四大类。在简要介绍各自标定原理及具体方法的基础上,提出了现有标定技术的不足和今后的发展趋势,以期促进焊接机器人系统标定技术得到进一步的发展和应用。     

基于蚁群算法-粒子群算法的白车身侧围点焊机器人路径规划

针对白车身侧围点焊多机器人协调焊接任务,对焊接路径规划算法进行了研究。提出了一种适用于该任务的蚁群粒子群混合算法,以实现多机器人焊点分配均匀和单机器人焊接路径最优的焊接要求。通过分析白车身侧围焊点分布特点及多机器人协调焊接要求,建立白车身侧围点焊多机器人协调焊接任务数学模型。设计了基于蚁群粒子群混合算法的路径规划方案,在MATLAB中得到规划结果。利用机器人离线编程软件Robotstudio建立白车身侧围多机器人协调焊接工作站,对规划结果进行仿真实验。结果表明,该算法可实现焊点均匀分配,缩短焊接路径,有效提高焊接效率。     

采用双目视觉的织物曲面接缝提取与缝合路径规划

针对曲面织物的接缝自动提取及缝合路径规划问题,提出一种基于双目视觉的接缝自动识别方法。结合缝合预制件的三维点云与二维图像之间的空间位置转换关系,得到预制件二维图像中接缝在三维点云中的映射;进一步采用基于弗莱纳雪列矢量的路径规划方法,对缝合路径上各位置的弗莱纳雪列（Frenet-Serret）矢量进行计算,求出机器人末端执行器的位姿,利用MatLab 对机器人的缝合路径进行仿真。实验结果表明：该方法能够精确快速地对接缝的空间位置进行定位,解决了自动缝合过程中缝合路径寻找困难、精度不高等问题,并可快速地对机器人缝合路径进行规划。     

基于双机器人协调焊接标定算法

针对双机器人协调焊接任务,对双机器人工具坐标系（TCF）及基坐标系的标定进行研究,提出一种利用四元数法进行位姿坐标表示的工具标定算法以及"基于公共靶标的三点两步法"的双机器人基坐标系标定方案.根据向量的旋转理论,推导出四元数与旋转矩阵的对应转换关系,简化了TCF标定计算.将标定获得的两初始旋转矩阵差值的F-范数作为优化目标函数,利用拉格朗日乘数法进行优化求解,获得双机器人标定的精确值.最后采用上述标定策略进行了TCF标定及双机器人标定试验.结果表明,该方法可有效减少标定误差、提高标定精度.     

双丝电弧焊技术的研究进展与应用

双丝电弧焊接技术在提高焊接速度和焊丝熔敷率等方面具有突出的优势,在众多行业中已经得到了应用。针对双丝电弧焊接工艺,焊接工作者开发了多种形式的双丝电弧焊接设备,在简要介绍了各工艺特点的基础上,对双丝电弧焊各设备进行了比较。并对双丝电弧焊的焊接参数、电弧物理特性、熔滴过渡以及电弧干扰等进行了分析和总结,提出了现有方法的不足和今后的发展趋势,以期促进双丝电弧焊技术得到进一步的发展和应用。     

缝合机器人自主规划与协调控制系统设计

为提高复合材料预制件缝合机器人灵活性与加工柔性,应用三维扫描技术对缝合预制件点云数据进行采集,根据接缝特征进行中心线提取并提出一种缝合机器人自主规划算法,完成了机器人位姿矩阵的求解.以自主规划所得机器人位姿矩阵作为缝合工位及缝合姿态,采用西门子PLC设计缝针运动与机器人运动协调控制系统.基于Profibus现场总线通信技术,采用"一主多从"网络控制策略,完成各个设备之间的数据交换,进而达到控制目的.缝合实验结果表明,实际缝合轨迹偏差总体小于1.5 mm,该系统可以满足实际缝合工艺要求.     

厚板V形坡口机器人填充焊接工艺研究

针对厚板V形坡口的焊缝宽、母材厚、焊接轨迹曲线与待焊工件焊缝中心线不一致等问题,设计了一套摆动焊接程序,在机器人离线编程软件中进行工作站建模、离线编程、运动轨迹仿真,仿真结果满足试验要求。使用六轴机器人、Fronius焊机等搭建试验系统,采用经典的单一变量控制理论,选择最优焊接参数。使用厚度为18 mm的低碳钢板,对V形坡口进行多次填充焊以及盖面焊。试验结果表明,焊接工艺良好,V形坡口两侧的母材熔合情况良好,未见焊缝塌陷、层间未熔合和咬边现象发生,焊缝两边无间隙,焊缝成形呈“鱼鳞纹”状。     

碳纤维多层角联机织装备的集成设计

针对碳纤维多层角联织物的特殊要求,运用三维建模及虚拟样机模拟仿真,优化零部件设计和动力学性能,研制了一套碳纤维多层角联机织装备。设计的30层多经轴张力补偿送经系统适用于不同织造工艺要求;电子提花与多臂复合式开口装置,实现了多层经纱三位置开口;引纬机构采用自动寻口技术,解决了一套机构对应高低不同梭口的逐层引纬问题;打纬机构可实现逐层、多层一次及多次重复打纬,解决了打纬对经向碳纤维磨损及织物纬密的问题。研究成果可降低碳纤维织物的制造成本,并为碳纤维复合材料骨架织造技术提供了机织装备解决方案。     

基于多目标遗传算法的双机器人协调焊接路径规划

对双机器人协调焊接复杂空间焊缝路径规划问题进行研究,提出了一种基于多目标遗传算法的焊接路径规划方案。通过分析影响焊缝质量及机器人运动平稳性的各 参数,建立了评价焊接路径的目标函数：焊接质量函数、机器人运动平稳性函数以及双机器人碰撞函数。利用多目标遗传算法对协调焊接路径进行求解,实现对双机器人最佳焊接路径的规划。以"马鞍形"空间焊缝为例,对双机器人协调焊接路径进行了试验验证。结果表明,该方案可实现双机器人协调焊接路径的规划。