航空用焊接数据库及专家系统平台的设计与开发

为提高焊接生产过程的数字化水平,研发了集焊接数据库平台、工艺设计专家系统平台和焊接信息管理平台为一体的焊接数据库及专家系统。其中数据库平台用于实现对焊接基础数据、焊接试验数据、成熟焊接工艺数据和焊接质量诊断案例数据在内的焊接数据的存储和管理;工艺设计专家系统基于知识库和推理机实现了手工钨极氩弧焊、自动钨极氩弧焊、电阻焊和真空电子束焊焊接工艺文件的自动设计及打印;焊接信息管理平台在数据库平台、专家系统平台及用户权限管理基础上,实现了对焊接工艺流程的在线管理和控制。实践证明,该系统很好地实现了焊接工艺过程在局域网内协同智能办公的目的。     

焊接物联网云平台设计

设计了一种焊接物联网云平台,包括对焊接设备层、边缘层、PaaS层及应用SaaS层的设计,通过采集焊接设备的实时状态、生产工艺数据、生产人员数据及焊接物料消耗数据到云平台,开发数据处理及焊接服务组件库,在云端实现了焊接操作人员、焊接设备、焊接物料、焊接工艺及焊接生产的管理控制服务及数据统计报表服务功能。构建了可扩展的开放式云平台服务,为用户提供了开放式应用软件服务。     

蒸汽轮机自带冠靜叶隔板焊接变形

蒸汽轮机自带冠静叶隔板是蒸汽轮机通流部分的静子部件 ,其制造精度直接影响到整个机组的效率。在实际生产中发现自带冠叶隔板焊后节圆直径变形大 ,严重影响了隔板通流尺寸精度。文中针对蒸汽轮机自带冠叶隔板生产过程中产生的焊接变形问题 ,采用定点测试方法 ,进行现场跟踪监测 ,获得了有效的焊接变形数据。并对自带冠叶隔板主焊缝焊接后和热处理后的节圆半径变形、直径变形和节圆收缩率进行了深入分析。为了减小焊接变形 ,在隔板的结构设计方面应控制主焊缝进汽侧与出汽侧的坡口深度比值在 1.0～ 1.15范围内     

转向架构架智能焊接群控系统构建

转向架构架是高速列车的重要部件,构架的焊接质量是决定转向架质量的关键因素,迫切需要通过信息化系统加强其焊接生产作业过程管控.介绍了基于物联网、大数据、云计算技术构建的转向架构架焊接生产过程管控平台——智能焊接群控系统,对焊机状态进行实时监控,实现焊接工艺参数在线控制、焊接过程数字化管理以及数据统计分析等,提高了焊接生产管理能力,为管理者对生产过程进行优化、资源调配、焊工考核提供重要的数据支持.     

从数据信息中对焊接的再认识

借助于"弧焊信息分析平台"的功能,介绍了当前在弧焊过程信息分析方法的研究与应用中取得的新进展.提出了如何用数据找问题以及在数据中发现和获得新的认知;如何根据数据对问题定位、发现数据信息中的分析"盲点".多个焊接生产中的检测实例提供了通过分析数据实现对弧焊过程关键信息的认识途径.即:以数字化焊接生产车间的机器人生产线为例...     

基于Simufact关键结构的关键焊缝优化

针对厚板手工焊接过程中出现的变形不稳定、一次超声波探伤合格率低、返修量大的问题,基于Simufact数值仿真平台,对厚板手工焊接改为机械手焊接并对焊接顺序对焊接变形的影响进行了研究。通过对热弹塑性有限元法计算数据的充分分析,得出最优的焊接顺序方案,为确定合理的焊接变形控制方法提供理论和数据支撑依据。在实际应用中,焊接变形数据与仿真结果一致性达到90%以上,为项目的顺利生产、成本的压降、焊接质量的提高提供有力支持。     

蒸汽轮机自带冠静叶隔板焊接变形

蒸汽轮机自带冠静叶隔板是蒸汽轮机通流部分的静子部件，其制造精度直接影响到整个机组的效率。在实际生产中发现自带冠静叶隔板焊后节圆直径变形大，严重影响了隔板通流尺寸精度。文中针对蒸汽轮机自带冠静叶隔板生产过程中产生的焊接变形问题，采用定点测试方法，进行现场跟踪监测，获得了有效的焊接变形数据。并对自带冠静叶隔板主焊缝焊接后和热处理后的节圆半径变形、直径变形和节圆收缩率进行了深入分析，为了减小焊接菜，在隔板的结构设计方面应控制主焊缝进汽侧与出汽侧的坡口深度比值在1.0-1.15范围内。     

基于Simufact的标准动车组转向架侧梁焊接变形的数值仿真

针对标准动车组转向架构架侧梁焊接过程中存在的变形，基于Simufact数值仿真平台，研究焊接顺序对焊接变形产生的影响。通过对热弹塑性有限元法计算数据的充分分析，得出最优的焊接顺序方案，为确定有效的焊接变形控制方法提供理论和数据支撑，为构架侧梁结构优化设计、焊接工艺设计提供有力支持。     

装配条件下焊接变形控制的研究

以铝制高速列车上的垂直墙为例,分析整体焊接工件焊接变形难以满足平面度和垂直度的要求,需要多次机械调修和火焰调修配合才能调整至合格。采用多种焊接变形控制方法,即划部件装配控制平面度、3D平台设置定位块和压卡控制尺寸、做反变形控制垂直度、合理调整焊接方法,均能有效控制焊接变形,使得垂直墙焊后微调或者不调修即可满足要求,不但提高了一次生产产品质量,还能节能减排,提高生产效率,对其他工件生产具有重要的指导意义。     

基于轨道交通行业的云智能焊接群控系统的设计

文中主要介绍了云智能焊接管控系统的应用背景、系统架构、功能模块、系统技术实现等内容。以全面实现转向架构架焊接单元的数字化改造升级为目标,充分利用云智能焊接管控系统和企业生产管理系统MES等平台,进行各应用系统的扩展与完善,实现焊机状态实时监控、焊接工艺参数在线控制、焊接过程管理以及数据统计分析等生产数据在企业范围内的共享共通,避免造成新的信息孤岛。该设计可重点提升转向架构架焊接单元的数字化水平,提升产品质量、降低人力与生产管理成本、提高生产系统柔性、实现物流精益管控。     

高频焊接工艺参数的自动检测与控制

通过计算机控制焊管生产中的各焊接工艺参数，可大幅度提高检测精度，确保焊接质量。哈尔滨钢管厂对Φ７６ｍｍ焊管机组进行改造，研制配备了高频焊接工艺参数自动测控系统，实现了焊接温度的自动控制，焊接压力、焊接速度的自动检测和生产辅助管理。介绍了该系统的构成、工作原理和功能。     

焊接机器人再制造中结构光传感器的标定

在基于焊接机器人的柔性再制造平台中,对零件破损部位的三维测量是获取再制造模型的关键步骤.文中提出了一种结构光传感器系统的快速标定方法,对柔性再制造线结构光三维扫描测量系统进行了标定.标定过程中首先采用平面靶标法标定出 CCD 摄像机线性模型的内外参数,然后通过靶标上的结构光条纹的像求解出光平面方程,确定结构光光平面与摄像机的位置关系.在标定出结构光测量系统的各个参数后,即可以求得零件破损部位特征点的三维坐标,从而获得破损零件的再制造模型.该方法标定过程简单,精度较高,易于实现现场标定.

Abstract：

On the flexible remanufacture platform based on welding robot, 3D ranging of the damage parts is the key step to obtain the remanufacturing data. This paper proposes a rapid calibration approach and calibrates the line structured-light 3D ranging system in the flexible remanufacture platform of the welding robot. The calibration includes the following steps: first, calibrates internal and external parameters of the camera by a planar pattern; second,solves parameters of the light plane by the structured-light strip in the image, which determine the relationship between light plane and camera, and then calculate 3D coordinate of the feature point on the damage parts to establish remanufacture model. The approach is easy, simple and accurate.     

海洋平台建造中焊接材料的管理及使用

海洋平台呈现深水化、大型化的显著趋势,服役环境更加恶劣,结构形式更为复杂,其在陆地建造中对焊接质量的要求也更为严苛,而加强焊材管理是保证海洋平台结构焊接质量的基础。结合诸多海洋平台建造项目的生产管理经验,从焊接材料的采购、验收、储存和保管、焊接材料用量计算,以及海洋平台建造项目中常用焊接材料的烘焙、领取、回收及施工现场焊接材料的管控等方面探讨海洋平台建造中焊接材料的管理及使用。     

焊接机器人数据采集与管控系统

随着数字化焊接机器人进入工厂,采用传统人工监督的方式逐渐不能满足对设备的监控管理需求。一些采用“多机器人厂商、中小生产规模”为生产模式的企业,需要一个低成本、高适配性的平台,统一管理现场各种焊接机器人。针对上述需求设计了机器人管控系统,系统可分为通信模块和设备管控模块。其中,通信模块采用C/S架构开发,通过Netty框架搭建NIO服务器接收实时数据,开发的基础通信框架能够适配多种通信协议,接入不同品牌的机器人;设备管控模块采用B/S架构开发,基于Spring MVC框架实现,通过统一的平台对各个品牌机器人进行管理、监控和维护,以及历史数据的展示等。经现场运行验证,该系统能实现不同品牌机器人的统一监管,并且能够长时间稳定运行。     

基于数据挖掘的焊接方法提取

在白车身工艺规划过程中,积累了大量车身焊接工艺数据。为了提取这些知识采用数据挖掘方法发现其中所需的工艺规则。首先采用粗糙集对工艺属性进行约简,删除对工艺决策没有影响的属性;然后采用关联规则挖掘对焊接方法有影响的工艺规则;最后用实例验证了该方法的有效性。     

工业机器人自动焊接生产线的设计与调试

工业机器人自动焊接生产线的设计合理与否关系到焊接工艺的满足程度。从机器人自动焊接生产线的设计要求出发,详细分析了生产线的控制流程、配置及布局、编程与调试等。并以FOXBOT、A1200机器人组成的自动焊接生产线为例,进行刹车控制、原点校正等现场调试。自动焊接生产线的实践应用,提高了焊接作业效率和质量,具有推广价值。所述设计思路、方法及详细步骤为工业机器人自动焊接生产线的设计调试工作提供了参考依据。     

汽车焊装车间信息管理数据库的构建

在充分了解汽车焊装车间手工焊生产线工艺流程和特点的基础上,设计了生产过程信息管理系统的总体结构,确定了系统数据的模型和相互之间的关系.利用图形化编程语言LabView作为开发工具,开发了信息管理系统的操作界面,采用ODBC技术实现了操作界面与数据库之间的无缝链接.本系统的开发与实现能够提高企业的生产效率和产品质量,同时...     

弧焊电源智能评价与诊断系统测试平台的建立

研制智能化的测试系统实现弧焊电源性能测试与评价的自动化和智能化，对弧焊电源的研究开发、生产和使用有重要意义，研制了一种用于弧焊电源智能评价与诊断系统的测试平台，该测试平台的前向通道以霍尔元件作为传感器实现数据的采集及分析处理，保证数据采集实时精确；设计了低通有源滤波器以实现对干扰信号的滤除和对有用信号的放大，信号经A／D转换后输入微机，进行数据处理分析，后向通道采用光隔离技术实现微机对负载电阻箱的开关控制。本测试平台适用面广，适于各种交直流焊机，是对弧焊电源进行智能评价与诊断的硬件基础。     

PC构件产线钢筋网成型移送缓存装备研制

针对预制混凝土PC构件传统生产线依靠人工绑扎或单一机械成型设备成型网片以及需要人工转运投放网片至模台所造成的占用空间大、效率低等问题,研制PC构件产线钢筋网成型移送缓存装备。整套装备主要由钢筋网成型装备、钢筋网移送装备和钢筋网缓存装备组成,运用CREO软件设计整套装备结构,利用三一控制器构建自动控制系统,通过PC构件生产中央控制系统和钢筋网片作业控制系统数字化驱动生产线,实现钢筋从原材料成型为钢筋网片、网片放置到模台的全流程高品质PC构件智能化生产。测试结果表明:相对传统生产需用2人钢筋下料、4人钢筋绑扎搬运,该装备成型投放单个模台所需网片用人为0人,用时12 min,作业效率提高了3倍,并具有结构紧凑、生产网片质量好的特点,为PC构件全自动生产奠定了基础。     

机器人自动化弧焊生产线

机器人自动化弧焊生产线是运用机器人、焊接设备和辅助设备自动完成产品焊接过程的生产系统,简称"机器人焊接自动线"。该系统由弧焊机器人、数字化焊机、气动夹紧工装、伺服变位机、搬运机器人、自动化物流设备、自动打标设备、自动化检测设备、PLC控制系统、二维码识别设备、RFID智能识别设备、计算机MES管理系统、数据库软件系统、工装自动切换系统组成,全面实现了汽车零部件的自动化、智能化、柔性化生产。生产线减少了人工干预,提升了自动化水平,同时为稳定产品质量,实现客户定制化生产提供了坚实的保障。阐述机器人焊接自动线的自动化、智能化、柔性化关键技术及如何选择和使用机器人焊接自动线。