开放式管道插接专用焊接机器人控制系统

针对管道插接形成的空间相贯线焊缝,开发了一套基于PC+PMAC模式的开放式焊接机器人控制系统.提出以焊缝位姿信息为基准的焊枪轨迹控制、焊枪姿态控制和焊接工艺参数控制的三位一体逻辑控制模式,实现了真正意义上的焊接机器人运动与焊接电源参数的集成化控制.提出连续参数控制和规划参数控制两种控制方法,建立了分层递阶结构的控制系统软件,实现了焊接过程的状态检测.结果表明,该控制系统适应性强,系统运行平稳可靠,能够很好的完成空间相贯线的焊接任务.     

弧焊机器人焊接工艺参数设计系统研究

设计了基于BP神经网络的弧焊机器人焊接工艺参数设计系统,该系统可以由表征焊接形状的焊缝几何尺寸值映射出具体的焊接工艺参数.通过正交设计法采集样本数据,建立了对应的神经网络模型.利用已建立的网络模型,设计了焊接工艺参数.通过焊接实验,分析了焊缝几何参数理论值和焊接实测值的误差,结果表明所设计的网络具有一定的工艺参数设计能力,几何参数误差在允许范围内,焊缝成形效果良好.     

螺旋埋弧焊管焊缝形状计算机控制系统的研究

介绍了螺旋埋弧焊过程中焊缝几何形状计算机控制系统的硬件设计和软件实现方法,并对预测焊接工艺参数的专家系统进行了测试。基于VB语言设计的系统主程序能实现焊缝形状采集、图像处理、焊缝形状曲线绘制等功能。     

新型气压焊轨机参数采集与质量管理信息系统

根据钢轨现场气压焊接质量要求和作业工况条件,利用VB技术开发了新型气压焊轨机参数采集系统,对钢轨气压焊焊接过程参数进行实时采集,通过专门设计的数据处理软件进行数据处理分析,获得气压焊过程相关参数的曲线,并生成质量信息报表,为追溯现场钢轨焊接工况、诊断焊轨质量和实现焊轨工程质量现代化管理提供依据.     

基于虚拟仪器的焊接参数采集及分析系统

焊接技术在航空航天、压力容器、核电产品等领域占有重要地位,其中焊接质量控制尤为重要。本文基于虚拟仪器设计了焊接参数采集及分析系统,采集系统可实现焊接电压、电流的实时采集、波形监测以及实时存储;分析系统可实现焊接参数分析,进而评价焊接过程、预测焊接质量。通过焊接试验,验证了此系统能够实现上述功能,并得出相应结论。     

焊接过程参数传感采集系统以太网接口设计

焊接电压、焊接电流等焊接参数决定电弧形态和熔滴过渡形式,对焊接过程的稳定性和焊缝质量有决定性的影响。焊接电压、焊接电流等电信号的高速、实时采集传输是实现焊接过程监控和焊接过程数字化的突破性关键技术。传统焊接过程参数传感时由于通讯接口的限制造成传输频率低,无法满足焊接电信号精细化分析和焊接质量在线感知的需要。设计了一套采用MCU和以太网芯片DM9000通讯接口的焊接过程参数高速传感采集系统,采用基于TCP/IP的网络传输协议进行数据传输,测试结果表明,设计的以太网通信接口成功实现了采样频率为1 000 Hz的焊接电压和电流波形的高速传输。     

基于嵌入式DSP视觉伺服平台的管道MIG打底焊焊缝成形控制

针对坡口加工及焊接变形等因素引起的焊缝坡口宽度不确定性变化影响焊缝成形的问题,建立了基于嵌入式DSP(digital signal processor)视觉伺服平台的管道MIG打底焊焊缝成形控制系统.所设计的视觉伺服平台采用TMS320DM642实现焊接熔池区域图像的采集与处理,采用TMS320F2812实现焊枪位姿和焊接工艺参数的实时调整.设计了专门的图像处理算法,分离并提取熔池、焊缝和焊丝的位置信息.通过对焊缝坡口宽度变化的视觉检测,实时调节焊接速度、焊枪摆动宽度和中心位置等参数,获得了外观良好、X光检验合格的焊缝成形.     

铝合金TIG焊接过程电信号和图像信号的采集与分析

为了适应现代焊接的信息化转变,实现对焊接过程信息的采集和记录,开发了一套基于铝合金TIG焊接平台的电信号/图像信号监测与记录分析,该系统能够实时监测并存储焊接过程中的电信号和熔池信息,并提供数据同步查看功能.并结合激光结构光视觉技术得到焊缝下塌深度信息.     

基于知识的弧焊机器人焊接参数二次优化

提出了焊缝特征坐标系的概念,采用焊缝特征坐标系来描述各种焊接接头复杂空间焊缝的焊接位置,并将复杂空间焊缝分解为“立坡焊”和“横坡焊”两种简单焊接位置的组合。提出并建立了基于知识的焊接参数二次优化的思路和相关软件系统,引用齐次变换技术求解空间焊缝的转角β和倾角α,并根据β、α和相关知识库进行焊接参数的模糊推理实现焊接参数二次优化。     

大型构件水下焊接机器人系统

针对水下焊接环境要求,设计了一种履带式水下焊接机器人系统,该系统由机器人本体机构、激光视觉传感器、控制系统和焊接系统组成. 机器人本体机构由履带式移动平台和焊枪调节机构构成,运动灵活可靠,满足水下焊接焊缝跟踪要求. 完成了视觉传感器部件选型及光路设计,实现水下环境的焊缝自动识别. 设计了基于PLC机器人控制系统和协调控制方法,实现水下环境的焊缝跟踪控制. 同时在水下焊接试验平台完成焊接跟踪试验. 结果表明,机器人运行稳定,焊缝成形较好,焊接质量满足要求.     

航天数字化车间焊接设备集成实践

从国内某航天器制造企业的实际需求出发,引出层次化的数字化车间设备垂直集成模型和原则。设计了一套基于以太网控制自动化技术(Ether CAT)、以太网以及工控一体机的焊接车间设备信息化集成方案。介绍该项目中焊接过程数据采集的原理及方法,以及基于.NET框架用C#语言开发的焊接数据采集管理软件。该软件与车间生产制造管理系统(MES)连接,顺利实现焊接设备的信息化集成。实践表明,该方案能实现设备过程数据实时采集、远程管理,且系统结构简单、易于拓展。     

闪光焊机实时监控系统中的数据采集技术

在VB环境下利用PCL818-L板卡丰富的资源开发了闪光焊焊接过程数据采集系统的软件和硬件，对钢轨焊接过程参数进行实时、准确的测量和综合分析，为焊接过程控制、焊接质量的分析提供有用的信息，为焊接工艺试验指明方向。而且，在实际焊接过程中得到了较好应用。     

智能焊接参数测试记录系统

开发了一套用于实时监测和记录焊接参数的专用计算机数据采集系统.该系统主要由数据采集设备和数据采集分析软件组成,另外还带有条形码扫描仪.在自动化焊接生产线上,通过与PLC的实时通信,实现联动操作,自动测试记录焊接参数.该系统具有抗干扰能力强、信息量大、检测速度快、软件界面友好等优点.     

焊接母料数据库的设计与实现

针对焊接信息化的用户需求,设计了焊接母材数据库的功能。以Oracle作为数据库管理系统,借助PowerDesigner建模工具进行数据库的物理数据模型的设计,并在Oracle中创建焊接母材数据库。该数据库主要对焊接母材的概述、物理化学性能、力学性能及组织等数据进行信息化管理,方便焊接工艺设计时对母材信息的浏览、查询,并为焊接CAPP等焊接软件的相继开发提供基础。     

基于无线局域网的点焊质量监测系统

设计了基于Zig Bee网络的电阻点焊无线监测系统,重点介绍系统的软、硬件构成、无线网络的拓扑结构以及系统的工作流程。无线监测系统主要由下位机监测模块、Zig Bee无线通信模块以及监测中心三部分构成,无线局域网采用网状拓扑结构。系统通过多参数监测焊接车间每台焊机的焊接过程,充分利用各参数所包含的质量信息,建立能够反映焊接质量的数学评估模型,实现了电阻点焊焊接质量的在线评估,并通过动态电阻特性曲线来表示评估结果。系统运行结果表明,Zig Bee无线网络抗干扰能力强,信号传输稳定,系统整体响应速度快,完全可以达到电阻点焊过程网络化实时监测的目的。     

焊接过程高速图像和工艺参数的同步记录与分析

高速摄像和数据采集是研究焊接过程中电弧、熔滴过渡或熔池等动态行为的重要技术手段.采用同步控制拍摄高速摄像和数据采集的技术,建立了高速图像和工艺参数同步记录与分析系统.系统包括高速摄像机、同步信号发生器、高速数据采集装置及图像与波形同步播放软件.同步信号发生器可适用于20～200000帧/s的高速摄像同步与触发控制.基于PC的数据采集装置,在200kHz采样频率下可实现4路焊接参数的同步采集.结果表明,系统可作为焊接材料、工艺性能、过程控制等研究中对动态过程进行记录与分析的有力工具.     

统计过程控制理论在埋弧焊中的应用

基于Microsoft Visual C 6．0,设计了埋弧焊过程焊接电流和电弧电压的采集、统计分析、显示和保存的软件系统;系统采用统计过程控制理论对埋弧焊接电流、电弧电压和热输入进行统计分析。结果表明,当埋弧焊接过程出现异常时,系统能及时提取反映埋弧焊接过程稳定性的统计信息。     

高压舱水下焊接系统设计及电信号采集

基于陆上焊接电源、高压舱、工控机、运动控制卡、两个具有编码器反馈信号的速度控制模式的直流伺服电动机、一个步进电机以及电动机驱动器、工作台、霍尔电流传感器、数据采集卡等,设计并实现了一种高压舱水下焊接系统.在该系统中,通过工控机上的人机交互界面发出的信号使电机驱动工作台三轴的运动控制带动焊枪在高压舱内进行模拟不同水深的水...     

电子束焊机数字化控制系统

以PCI数据采集与运动控制卡为控制核心,设计了一套电子束焊机数字化控制系统。系统通过PCI数据采集卡和运动控制卡实现了采样的模拟量输入、给定的模拟量输出、开关数字量的输入、开关数字量的输出、串口数据的采集以及伺服电机的闭环控制。设计出相应的软件控制系统,使电子束焊机具备了真空操作、焊接操作、运动控制操作、工艺参数管理、焊接实时数据的采集与处理以及日志管理等功能,实现了电子束焊机的数字化控制。在此基础上实现焊接工艺数据库的专家系统及多台电子束焊机的网络化管理。     

双丝旁路耦合电弧高效MIG焊方法及控制系统

提出了新型双丝旁路耦合电弧MIG高效焊接方法,理论分析证明其有利于高效焊接过程,但焊接试验表明该方法在开环情况下焊接过程极不稳定,焊缝成形差.分析了双丝旁路耦合电弧开环不稳定的原因,提出了双丝旁路耦合电弧MIG焊闭环控制方法,采用基于xPC实时目标机技术建立了双丝旁路耦合电弧控制硬件系统,运用Mat-lab/Simulink工具开发了其控制系统的快速原型.结果表明,模糊控制器的控制效果可以满足稳定焊接的要求.在此基础上进行了高效焊接试验,与传统MIG焊方法相比可大幅提高焊接效率.