基于模式匹配及其参数自适应的PCB焊点检测算法

为了提高在线自动光学检测(AOI)系统检测印刷电路板(PCB)焊点的准确率和速度,对PCB焊点进行了研究。通过研究由特定结构光源和3CCD彩色相机获取的PCB焊点图像,基于常见的良品、多锡、少锡、假焊等焊点类型,提取焊点图像关键子区域的面积特征,在此基础上,建立了五种焊点类型的特征矩阵模型,并根据同类焊点相似程度最大为原则设计了检测焊点的模式匹配算法。此外,本文还给出了一种参数自适应方法对各检查项所用到的阀值参数进行学习与校正。在实验研究中,对含有1040个Chip焊点的PCB进行了检测,结果显示本文所提算法对焊点检测的准确率可达96.5%,检测所用时间为9秒。研究结果表明,本文算法具有较高检测准确率和检测速度。     

空间曲线自动焊接系统设计

基于Rhinoceros软件生成的工件曲面模型,使用Grasshopper软件平台对工件模型进行焊接曲线提取及焊接路径规划,输出路径规划结果数据,所得数据输入控制系统对机械结构进行驱动控制;机械结构采用两自由度移动机构控制焊枪位置保证焊枪始终从焊点正上方焊接,两自由度旋转机构控制工件位姿使焊枪处于最有利于避开工件干涉的位姿,两套机构运动配合实现空间曲线的自动连续焊接,提高了焊接质量、简化了路径解算方法。     

一种钢筋笼滚焊机用自动捕捉及焊接装置研究

为了提高钢筋笼滚焊机的加工效率,考虑到钢筋笼加工时,由箍筋与主筋的搭接点形成的焊点的运动特性,设计了一种自动捕捉焊接装置。该装置包括焊枪垂直移动和水平移动两个部分,均采用气动控制的方式,配合感应接近开关与开关触板之间的相互作用,来控制焊枪在焊接平面内的运动。该装置具有对运动焊点进行自动捕捉的特点,并且能够在捕捉后对焊点进行追踪焊接,提高了钢筋笼焊接装置的自动化水平和生产效率。     

基于最小二乘拟合法的焊点形状检测

自动光学检查是利用图像处理算法进行电路板故障检测与定位的技术。电路板焊点形状不规则故障，涉及到焊点几何形状的测量。本文提出一种新颖的基于最小二乘拟合法的焊点形状检测算法，对焊点形状轮廓图像进行曲线拟合，确定焊点形状近似的理想圆参数，即圆心和半径，以及焊点形状与理想圆之间的偏差，实验证实了该算法的性能。     

无铅焊点检测光源的分析与优化设计

为了提高自动光学检查(AOI)系统的性能,对AOI光源进行了研究.介绍了AOI光源的结构设计方法.光源由红、绿、蓝3种不同颜色,不同照射角度的LED阵列组成.然后.建立了光源的照度模型以及焊点的反射模型.最后,根据简化的照度模型对光源的几何参数进行优化.仿真和实验结果表明,所设计的光源在检测无铅焊点时同样有效.并能使不同类焊点间的特征距离更大.最大为半球形光源照射下的11.88倍.从而提高了特征在无铅焊点缺陷检测的分辨能力.验证了光源设计的有效性.     

含侧向间隙刨煤机刨头接触碰撞动态特性研究

为了研究侧向间隙对刨头动态特性的影响,依据刨头与滑架的几何构型,给出刨头与滑架之间的碰撞距离,构建刨头与滑架接触、分离判别条件。采用非线性弹簧阻尼接触力模型,建立了含间隙刨头碰撞振动动力学模型,并进行数值计算,研究结果表明:刨头与滑架之间产生了单点间断碰撞、两点交替碰撞及面碰撞;刨头与滑架的最大碰撞力随着侧向间隙的增大而逐渐增大。研究结果为提高刨头的运动稳定性提供了理论基础。     

压铆类紧固件在钣金上的加工策略

在钣金件的加工中,经常会遇到在钣金件上压铆螺柱、螺钉或螺母等,以满足零件的使用功能。除不锈钢外,多数钣金件表面都需要进行电镀处理(如镀锌、镀镍等),压铆紧固件电镀后,易发生松动、脱落等现象,影响压铆质量。而一些钣金件如折弯后再进行压铆,受压铆空间限制又不方便操作。通过对各类钣金件压铆工艺的分析研究,解决了某些钣金件压铆空间受限制的加工问题。     

一种基于KUKA机器人控制的激光切割方法

将KUKA机器人作为主站,与光纤激光器、三维激光切割头、随动控制系统、自动调焦系统进行控制集成系统设计。该切割方法涉及三维激光切割技术领域,适用于三维覆盖件,可作为三维空间钣金件切割之用。     

丝网对接微束等离子弧焊的焊点成形机理

在3种经线留丝长度所组成的6种接头装配方式下对不锈钢丝网进行微束等离子弧对接焊,研究了焊点形貌特征、影响因素以及焊点的成形机理.结果表明:丝网在对接焊过程中形成了准球形、椭球形和纺锤形3种形貌焊点;装配方式、毛边插入距离、焊接对中位置、焊接热输入及焊枪距接头两侧纬线的距离(较短距离X4和较长距离X 5)是影响焊点形貌的主要因素.准球形焊点分为最靠近接头纬线不熔化的a类与最靠近接头纬线熔化的b类焊点;当X 5不变时,a类焊点半径随X 4的增大而增大;当X 4不变时,b类焊点半径随X 5的增大而增大.当焊接热输入不变时,椭球形焊点的长轴长度随X4的增大而增大,最后趋于一个定值,当X 5不变时,短轴长度随X 4的增大先增大再减小.当毛边插入距离不变时,纺锤形焊点的体积随X5的增大而增大;当X 5小于0.33 mm时,焊点体积随毛边插入距离的增大而减小,而当X 5大于0.70 mm时,随毛边插入距离的增大而增大.     

汽车焊装夹具设计中快速插枪技术研究与应用

为解决焊装夹具设计中插枪工作重复繁琐而致效率低下的问题,首先通过对焊点、车身板件、焊枪之间装配关系进行研究,构建了插枪的工作流程,得到了焊点信息建模及焊枪定义和姿态调整的相关方法。然后通过CATIA二次开发技术,建立了一套快速插枪的软件模块。最后通过实例应用,对软件的功能和算法进行了验证。结果表明,该软件实现了插枪的批量处理工作,提高了企业的工作效率。     

气动伺服焊枪的研究进展及展望

电阻点焊是一种主要用于薄板连接的制造工艺,在汽车制造及航空等工业部门都有广泛应用。气动伺服焊枪作为传统气动焊枪的升级换代产品,可以实现对焊枪的高精度定位与柔性焊接控制。介绍了气动伺服焊枪系统的特点,对气动伺服焊枪中关键技术如系统结构优化设计、控制元件与执行元件的改进、控制算法的研究进行了论述,进一步探讨了气动伺服焊枪的发展趋势。     

钣金件焊接性能试验研究

为了提高产品钣金件的抗拉强度和防腐蚀性能,并选择合适的焊接方法,文中分别采用2种胶焊方法(透胶胶焊、毛细作用胶焊)和传统点焊方法对3种材料(St12钢板、5A05铝板、2A12铝板)进行了试验。采用3种方法对试验件做盐雾试验、拉伸试验后再对所得数据进行对比分析。试验结果表明:对于St12钢板,点焊件抗拉强度最高,而毛细作用胶焊的抗腐蚀性能最好;对于5A05和2A12铝板,毛细作用胶焊的抗拉强度和抗腐蚀性能都最好。由此可见,毛细作用胶焊方法是一种较为适合的钣金件连接方式。     

通信铁塔塔靴自动焊接系统设计与应用

针对通信铁塔塔靴拼装、焊接的工艺特点,研发了铁塔塔靴自动焊接系统。焊接设备通过取板机械手与变位机相互配合完成板料精确拼装,通过取板机械手、变位机、焊接机器人的联合作业,实现塔靴自动焊接,现场试用情况表明该自动焊接系统可自动拼装焊接多种型号的塔靴,且焊接效率高、焊接质量好。     

热成形钢板与双相钢板焊点失效模式研究

针对热成形钢板与双相钢板的焊点失效模式,采用试验+模拟的方法进行研究。通过数值模拟得到了合适的焊接工艺窗口,在此基础上研究了焊接时间、熔核偏移等对焊点力学性能的影响。拉剪试验结果表明：随着焊接时间的延长,焊点失效模式由界面断裂向熔核拔出转变。研究失效模式发现,熔核偏移对熔核拔出失效部位影响极大,即薄板与厚板焊接时,熔核更容易从薄板拔出;板厚相同时,熔核更容易从热成形钢侧拔出。最后结合试验数据建立了焊点力学模型,得到热成形钢板和双相钢板焊点失效准则。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊焊接工艺研究

采用搅拌摩擦焊对AZ31B镁合金板材进行了焊接试验,研究了搅拌头旋转速度、焊接速度和搅拌头轴肩下压量对焊接接头成形质量的影响。结果表明,搅拌头转速过快或焊接速度过慢时,焊缝会出现局部过热甚至熔化现象;反之,当搅拌头转速不够或焊接速度过快时,材料不能充分流动,会形成隧道型缺陷或表面沟槽。当搅拌头轴肩下压量过小时,焊缝内部组织疏松或出现孔洞、隧道型缺陷,焊缝表面出现沟槽,甚至使焊缝金属液外溢;搅拌头轴肩下压量过大,会造成摩擦力及搅拌头前移阻力增大、焊缝凹陷及出现飞边。当搅拌头转速为1200～1500r／min、焊速为30～60mm／min,搅拌头轴肩下压量为1．5～2．0mm时,可得表面成形良好、内部无孔洞和隧道的焊缝。     

基于特征技术的钣金CAD／CAM系统研究

在对钣金类零件特征研究基础上,对实现智能化,自动化钣金CAM的模型表示层,特征及系统结构作了深入探讨,为发展新一代钣金CAD／CAM提供了重要的参考。     

Matlab和LabVIEW混合编程的实现

基于Matlab强大的计算功能和LabVIEW的界面良好的特点提出用Matlab和LabVIEW混合编程,将二者有机结合起来,使在锅炉管板焊接中,能够轻松得到不同位置焊接管口的轨迹方程,实现自动焊机对焊接轨迹的良好控制。     

超声波检测焊点质量的建模方法及应用分析

介绍了两层板焊接时焊点的有限元建模方法：通过金相实验得到焊点尺寸参数,利用超声检测的回波衰减理论及超声波传播衰减信号得到焊点阻尼系数。首先建立了材料为BLD的两层板多类型焊点有限元模型,然后通过与设备检测对比的方法验证了模型的准确性,最后研究了探头在曲面检测工况下角度定位的灵敏度问题,并通过实验进行了验证,实验结果表明：对曲面焊点质量进行检测时,探头角度偏离法线10°范围内,检测结果受到的影响很小。     

随焊氩气激冷控制铝/钢薄板残余应力与变形研究

针对铝/钢异种金属薄板焊接时容易产生残余应力与变形问题，提出采用随焊冷却氩气激冷对其进行控制。建立随焊氩气冷却激冷铝/钢异种金属熔钎焊的数值分析模型，研究不同冷却距离对残余应力和变形的控制效果，探究随焊激冷技术控制焊接变形与残余应力机理；同时，进行随焊激冷铝/钢异种金属熔钎焊试验，对焊接温度场、残余应力与变形进行测量，验证模型的准确性。结果表明，采用最优冷却距离（d=10 mm），进行随焊冷却氩气激冷焊接试验时，纵向残余拉应力峰值和残余压应力峰值分别减小42.1%和74.4%，横向残余拉应力峰值和残余压应力峰值分别降低11.3%和14.4%，铝板和钢板外边缘焊接变形量分别减小67.9%和69.5%。随焊冷却氩气激冷技术可有效控制铝/钢薄板焊接时产生的残余应力与变形。     

盾构机部件机器人焊接工艺研究

针对盾构机中关键部件的焊接加工特点与要求,建立了适应并满足不同部件焊接生产制造的机器人工作站;采用福尼斯TPS 500i焊接电源中的不同特性的PMC工艺开展了盾构机部件厚板多层多道焊接相关工艺研究。研究表明,Dynamic工艺适合于平焊与横焊位置打底焊接;Universal工艺适合于平焊位置填充与盖面焊接;PCS工艺适合于横焊位置填充与盖面焊接。由于Mix工艺的冷却时间较长,更利于熔融金属的冷却凝固,使用Mix工艺可以获得表面成形良好的立焊焊缝。对于盾构机典型关键部件的焊接制造,采用Dynamic+Universal工艺进行多层多道平焊,Dynamic+PCS工艺进行多层多道横焊,Mix工艺进行多层多道立焊后,焊缝成形良好,无未熔合及咬边等焊接缺陷。上述工艺组合可以用于盾构机部件的机器人自动化焊接中。