旋转电弧传感器的研制

介绍了电弧传感的基本原理及旋转电弧传感器用于焊接接头跟踪的工作原理。针对焊缝跟踪对传感器的要求，研制了一种适用于焊接机器人的轻便、紧凑、高速旋转的电弧传感器。详细介绍了高速旋转电弧传感器的旋转驱动电路、位置检测电路以及焊接电流采样电路。实验证明所设计的电路抗干扰能力强，旋转速度稳定，测位脉冲可靠，焊接电流的采集线性度好。该电弧传感器已在焊接机器人焊缝跟踪控制系统中得到成功应用。     

以旋转电弧为传感器的移动机器人角焊缝跟踪

研究以旋转电弧作为传感器,采用轮式移动机器人对具有直角转弯的角焊缝进行跟踪焊接的控制方法。采用分段控制的方法设计控制器对水平滑块进行控制,以实现直线段焊缝的跟踪。该控制器在大偏差时采用比例控制,在小偏差时采用参数自调整模糊控制,并利用免疫反馈规律对比例因子进行修正,实现了直线焊缝、小曲率焊缝和小折角焊缝的跟踪。分析直角转角处焊缝跟踪时机器人的运动学模型,并利用旋转电弧传感器检测到的焊枪倾角信息检测直角拐点,利用超声波传感器检测前方焊缝位置,设计控制器对车轮和水平滑块进行协调控制。最后,通过实际焊接试验证明了该方法的有效性。     

基于旋转电弧传感的弧焊机器人焊缝跟踪系统

研制了一套基于旋转电弧传感的弧焊机器人空间曲线焊缝智能跟踪控制系统。介绍了系统的硬件构成、软件设计及模糊控制方法。研究了不同焊接位置时，焊接熔池金属对坡口的影响作用，提出采用补偿因子加权处理方法，可有效提高平焊、横焊位置焊缝偏差的识别能力。针对立焊位置的脉冲焊接方法，采用形态滤波技术，通过提取脉冲焊接电流的上包络线，利用一次谐波法准确地对立焊焊缝进行了识别。试验结果表明，该焊缝跟踪控制系统对平焊、横焊及立焊位置的曲线焊缝跟踪效果良好，达到焊接工艺要求。     

基于旋转电弧的机器人角焊缝跟踪建模及仿真

通过对现有旋转电弧传感器采集的焊缝偏差信息和六自由度焊接机器人运动学模型进行研究,结合曲线角焊缝的特点,推导出纠正焊缝偏差后的焊接机器人工具坐标系相对于原工具坐标系的变换矩阵。在此基础上,结合焊接机器人的运动学反解,建立了曲线角焊缝跟踪及焊枪姿态调整模型。输入给定左右偏差及高低偏差信号,利用MATLAB对模型进行仿真验证,结果证明了该模型的有效性与正确性,从而为旋转电弧传感应用于焊接机器人及设计其焊缝跟踪系统提供了理论参考。     

基于视觉传感的焊缝跟踪控制系统

介绍了传感器在焊接生产中的应用和视觉传感原理。分析了视觉传感焊缝跟踪系统的原理和特点。提出焊缝图像特征提取方法和流程，以及实施焊缝跟踪控制的方法。系统采用条形光传感方法，选用CCD等光学器件组成焊缝图像传感系统，然后将获取的焊缝图形信息进行识别处理，获得焊接电弧与焊缝中心是否偏离、偏离方向和偏离程度的处理结果。根据这一结果，调整电孤与焊缝中心的相对位置，消除电弧与焊缝的偏离，达到焊接电弧准确跟踪焊缝的目的。     

基于旋转电弧轮式焊接机器人运动学建模及仿真

旋转电弧轮式焊接机器人的焊炬执行机构由十字滑块和小车左右差速驱动轮两个运动单元构成。针对其机构设计的稳定性以及可控性等问题,根据运动特点推导出焊炬的运动学模型,由旋转电弧焊缝跟踪原理应用Matlab/Simulink进行焊缝跟踪仿真,实现了机构设计以及控制方法对焊缝跟踪的影响。仿真结果证明了该模型的有效性和正确性,为旋转电弧移焊接机器人的机构设计、稳定性分析以及控制器设计提供了理论依据。     

基于电弧传感器的焊缝自动跟踪系统的研究

研制电弧传感器的焊缝自动跟踪系统 ,采用具有先进性能的开关型MIG MAG脉冲焊接电源 ,将电流和电压信号同时用作传感信号 ,通过电弧的扫描 ,既实现了焊接过程的自动跟踪 ,又解决了打底焊道的熔透问题 ,大大提高了产品焊接质量。     

电弧传感器技术在焊缝跟踪中的应用

焊缝跟踪是保证焊接质量和焊接自动化的前提,而传感器是实现这一前提的基础.通过目前国内外常见的焊缝跟踪传感器优缺点的比较.设计了电弧传感器焊缝跟踪控制器,并利用控制器实现了焊缝跟踪,且具有良好的跟踪稳定性和精度.     

基于正弦摆焊的弧焊机器人焊缝跟踪系统的研究

针对弧焊机器人在焊接过程中示教轨迹和实际焊缝位置存在偏差的问题,提出一种基于正弦摆焊的电弧传感方案。首先规划了弧焊机器人正弦摆焊轨迹,对采集到的焊接电流进行谐波提取来获得焊缝位置的横向偏差,然后根据偏差信息纠正机器人的示教轨迹。把这种方案应用在具有对称坡口的焊缝上进行跟踪,取得了良好的效果。     

弯曲及折线焊缝的自动跟踪

应用高速圆周扫描的ＭＩＧ／ＭＡＧ电弧作为传感器，避免了传感器超前安装及易受电弧光热干扰的缺点，特别有利于弯曲或大角度转折焊缝的自动跟踪焊接。研制出仅需电弧本身作为传感器的低成本、高性能自动转弯跟踪焊接小车。其控制器采用１６位单片机和数字化的脉冲宽度ＰＩＤ调节原理与模糊控制原理。成功实现对转折角度达４３°的折线焊缝的自动跟踪焊接。     

电弧传感机器人焊缝跟踪模糊控制系统

以旋转电弧焊炬作为传感器，设计了弧焊机器人焊缝跟踪的模糊控制系统。介绍了弧焊机器人焊缝跟踪系统组成及模糊控制器的具体设计过程，并给出了模糊控制表。通过对V形坡口曲线焊缝的跟踪试验，结果表明，该模糊控制器控制效果良好，跟踪效果达到预期目标。     

基于视觉跟踪的大型容器焊接机器人的研制

研制了一种基于 CCD视觉焊接轨迹跟踪技术的无导轨焊接机器人。该机器人由新颖的 CCD视觉传感器来实时检测机器人行走机构与焊枪的跟踪位置偏差量 ,并据此由微机控制系统实现对机器人行走机构与焊枪的二级自动跟踪。该机器人采用永磁式柔性磁轮机构作为支持行走单元 ,使焊接机器人具有了节省导轨、轨线适应性强的优点。焊接工艺评定试验结果表明 ,此焊接机器人自动跟踪精度高 ,焊缝质量好 ,工作稳定可靠。     

基于LabVIEW的窄坡口管道焊接电弧传感测控系统

针对窄坡口管道焊接电弧跟踪的技术需求，搭建了基于高速摆动的多轴运动控制和电弧传感测控系统。基于LabVIEW的软件开发平台，开发了信号采集、滤波、偏差提取、多轴运动焊缝跟踪、起/停弧控制及人机交互程序。完成了基于CANopen协议的多轴运动控制程序开发。进行了平焊位置窄坡口短路过渡焊缝跟踪试验。试验结果表明：该测控系统可实现电流信号采集、滤波处理及偏差提取。偏差提取程序和死区PID控制策略可行有效，实现了焊缝跟踪，平焊位置最大跟踪误差为15.04%,跟踪精度为±(0.12～0.15)mm。验证了电弧跟踪测控系统各程序功能和跟踪算法的有效性。基于LabVIEW的电弧传感测控系统，编程量小，程序结构简单，能够满足窄坡口焊缝跟踪功能的理论分析和快速开发要求。     

结构光传感器在机器人焊接中的应用

焊接机器人是实现焊接自动化的重要的标志。当前,在工业生产中应用的焊接工业机器人一般采用示教或者离线编程的方式对任务进行路径规划和运动编程,机器人工作过程中只是简单的重复预先编程设定的动作。当焊接工件的状态（焊缝的位置发生偏差）发生变化时,焊接的质量很难得到保证,焊接传感器是解决这一问题的主要手段。为了提高焊接机器人的智能化和自动化,世界上许多国家焊接研究机构开发焊接过程控制系统,而焊缝跟踪技术是焊接过程控制系统的首要问题。随着几十年电子、软件技术的发展,焊缝跟踪技术已经取得了长足的进步,并且在焊接中得到成功应用。     

一种用于球罐焊接机器人焊缝实时跟踪的线阵CCD传感器

根据球罐焊接机器人焊缝跟踪的要求和特点,设计了一种基于线阵CCD的视觉传感器。传感器所用线阵CCD的分辨率高,光电处理系统均由硬件实现。传感器与焊接机器人组成的焊缝跟踪系统焊缝偏差检测精度好、实时性好,并且可以避免焊接时弧光的干扰,能够满足球罐制造时多层多道焊接焊缝跟踪的工艺要求。     

薄板搭接焊缝跟踪电弧传感及其控制

在焊接自动跟踪系统中,传感器提供系统进行处理和控制所必需的有关焊缝的信息。电弧传感器是直接以电弧信号来提取焊缝位置偏差信息进行焊缝自动跟踪的一种传感器。它具有使用方便、易于控制、体积小、可达性好、成本低等优点。20世纪80年代以来倍受重视,对它的研究和应用是焊接传感领域重要的研究方向之一。以往的电弧传感器多为摆动扫描式,动态响应低,精度不高。本文研究     

磁控电弧传感器焊缝跟踪技术研究

针对目前机械式电弧传感器普遍存在的易磨损、噪声大且稳定性差等问题,将磁场控制电弧的技术应用于焊缝跟踪。设计了一种磁控电弧传感器,并依据电磁场理论分析了影响磁场的各个参数,在此基础上建立了磁控电弧传感器的数学模型。利用MATLAB的M文件编写了相关调用函数和初始化程序,建立了MATLAB仿真模型。仿真分析了传感器的主要参数对扫描特征电流信号的影响规律,为磁控电弧焊缝跟踪传感器的设计提供了理论依据。经试验验证,磁控电弧传感器用于焊缝跟踪是可行的,跟踪效果好,为目前对焊缝跟踪技术的研究提供了新思路。     

电弧传感器的研究及应用现状与面临的问题

实现焊接自动化的两个主要难题是:焊缝跟踪和焊接质量控制。其中焊缝跟踪是保证焊接质量的前提,所以实现焊缝的自动跟踪就成为首先要解决的问题。一个焊缝跟踪系统包括以下两个主要的方面:传感器与控制器。传感器根据传感方式的不同可以分为附加式传感器和电弧传感器两大类。传统的焊缝跟踪传感器多数是属于附加式。例如,接触式传感器、电磁传感器和各种光学传感器,这类传感器都在焊炬上固定一个附加的机械、电磁或光学装置,用于检测焊缝的相对位置,其共同的问题就     

基于旋转电弧立焊装置设计与轨迹规划

设计了一种基于旋转电弧的竖直焊缝焊接机器人机构,采用了工业计算机与运动控制卡进行控制;水平和竖直滑块各采用一个步进电机进行控制,利用滚珠丝杠传动,竖直电机带有刹车,防止竖直滑块下滑,以此提高各滑块的精度和焊接跟踪质量;焊枪由步进电机控制旋转,因此可以在焊接过程中进行焊接姿态调节,能够焊接上下两端的角点,增加操作的灵活性,提高使用性能。焊接过程较为平稳,焊缝成形良好。     

焊接机器人电弧式传感器抗电磁干扰分析

文中针对焊接机器人工作所处的复杂电磁环境,对其电弧式传感器进行了抗电磁干扰分析。首先结合弧焊机器人的工作原理,探讨了机器人焊接时产生的电磁骚扰源特性,通过骚扰源特性分析了电磁骚扰源中骚扰信号对电弧式传感器的干扰耦合机理;接着根据干扰耦合机理,分别从抑制骚扰源信号传播、切断耦合通道和降低敏感设备的敏感性3 个方面对电弧式传感器进行了抗电磁干扰分析;最后进行了近场串扰耦合仿真分析。分析结果表明,在信号经传输线传输的过程中,若传输线有适宜的终端,电感性近场串扰就会明显降低,电弧式传感器提取信号产生偏差的次数就会减少,从而改善电弧式传感器电磁干扰问题。该研究可为电弧式传感器电磁抗干扰研究提供理论依据。