符号计算在机器人运动学求解中的应用

用符号计算和析配消元法获得了6R工业机器人逆运动学的通用求解算法。由于经符号计算推导出的运动学解析解不仅求解速度快，而且对于工业机器人具有通用性，故符号计算可大大提高机器人仿真和离线编程系统运动学模块的通用性。     

基于Lab VIEW的熔化极等离子弧焊接电弧电信号分析

在熔化极等离子弧焊接(plasma-MIG)试验系统基础上,设计电流、电压信号采集系统,对其电弧电特性信号进行采集,用虚拟仪器软件LabVIEW对其进行处理,得到U-t,I-t,U-I相图.比较了熔化极等离子弧焊与常规熔化极气体保护焊电弧电信号的不同,前者电流、电压波动很小,后者波动很大;研究了熔化极等离子弧焊接方法中MIG电流增大对电弧电信号的影响,并对熔化极等离子弧焊接的不稳定电弧电信号进行了分析,发现内弧对外弧的影响有一定规律性.     

电阻焊设备及控制研究的进展

介绍了电阻焊设备的现状及逆变电阻焊机的研究进展,分析了目前各种点焊控制方法的适用性,并且对铝合金的点焊及新型点焊电极驱机构进行了简要的说明。     

基于力觉遥示教曲线焊缝位置辨识方法

在遥控焊接环境中,时常碰到具有一定曲率的曲线焊缝,曲线焊缝精确辨识是保证遥示教精度前提条件之一.针对曲线焊缝的特点,提出了焊缝拐点和方向系数概念,并建立了曲线焊缝辨识方向系数智能控制模型,结合焊缝拐点识别算法,进行曲线焊缝辨识试验.结果表明,实现了曲线焊缝拐点自动识别,为遥示教曲线焊缝拐点识别提供了一种新方法.将力觉曲线焊缝辩识试验曲线上传给离线编程系统,由离线编程系统对焊缝拐点进行优化处理后,非常接近实际焊缝曲线,最大误差不超过±0.5mm,能够满足遥控焊接遥示教要求.     

基于红外透过滤光片的P-GMAW熔池图像传感

被动视觉熔池传感技术常采用窄带滤光片使熔池辐射较强而弧光较弱的某波长范围内的光进入摄像机,以抑制弧光干扰获得较清晰的熔池图像.在分析熔池辐射光谱分布、电弧光谱分布和摄像机光谱敏感曲线等影响熔池成像因素基础上,文中提出采用红外透过滤光片拍摄熔池图像,最大程度利用近红外波段熔池辐射能量高而电弧辐射弱的特点,同时透光波长范围的增加也避免了摄像机敏感性不足而导致的成像质量下降问题.P-GMAW熔池传感试验结果表明,红外透过滤光片能够较好的抑制弧光,在脉冲电流峰值和脉冲电流基值期间均可获得清晰和细节丰富的熔池图像.     

环境压力对高压干法GMAW熔滴过渡影响分析

采用红外激光作为背光源,应用高速摄像系统对高压干法GMAW熔滴过渡进行了研究.通过0.4 MPa以内氩气环境的试验发现,环境压力超过临界压力后熔滴过渡形式会发生转变.随着环境压力的增加,在小电流情况下,过渡形式先由大滴过渡转变为短路过渡,进而转变为排斥过渡;在焊接电流较大情况下,熔滴依次呈现射流过渡、短路与射流混合过渡、排斥过渡.并从熔滴受力的角度分析了压力环境熔滴过渡形式转变机理.指出产生排斥过渡的原因是在环境压力的作用下电弧与弧根收缩,改变了熔滴的受力状态而产生的.     

一种用于焊接工件三维重建的视差图分割算法

在遥控焊接中采用立体视觉传感建立焊接工件的三维模型时,视差图的分割是重要步骤之一.文中对经典USF平面距离图分割算法进行改进,通过增加区域合并步骤,使之能够分割含有圆柱面的立体视差图.区域合并步骤分为边界探测和合并曲面两步.在边界探测步骤记录平面分割所得区域的边界像素;合并曲面步骤通过比较相邻区域的边界像素间的法向量夹角和距离,判断相邻区域是否属于同一曲面,并将属于同一曲面的区域赋予相同的标签.文中给出了马鞍形工件的立体视差图分割结果,证明了算法的可行性.

Abstract：

In remote welding, the segmentation of disparity map is an important step to create 3D model of weld workpiece by stereo vision sensor. In this paper, the USF plane range image segmentation algorithm was introduced into disparity map segmentation, and by a region combination step, the revised algorithm can deal with the disparity map containing cylinder surface. The combination step could be divided into boundary detecting and curve region relabeling. During boundary detection, the pixel at the boundary of the segmented region after plane segmentation was recorded. In curve region relabehng, the adjacent regions in the same curved surface were assigned with the same label by comparing the boundary pixels' normal direction and distance between them. A segmented result of disparity map of saddle workpiece is shown to prove the feasibility of the algorithm.     

基于共享控制策略的遥控弧焊机器人焊缝跟踪

对应用于遥控弧焊机器人的共享控制技术进行了研究,建立了遥控机器人共享控制试验系统.激光视觉传感器基于三角测量原理,根据提取焊缝的特征点,实现焊缝的自主跟踪和焊接.根据解析速率控制算法,把手控器的控制命令与激光视觉传感器的自主控制命令在人控制器中进行融合,控制焊枪的六个自由度.弧焊机器人的控制权可以在局部自主控制和直接手动控制之间进行共享和交互,实现对远端非结构环境下的焊缝跟踪.结果表明,人机共享控制焊枪,实现未知环境的避障;提高了焊缝跟踪精度;把操作者从焊缝跟踪的底层操作中解放出来,减轻操作者的工作强度.     

复杂薄壁空间曲线焊缝的变形控制

根据某产品空间曲线焊缝壁薄、密集、受热易变形,对管间隙及错边量要求高的特点,对其结构及其受力受热情况,及弧焊变形机理进行了深入地研究,并提出了抑制其变形的"分段线性控制"策略.依据焊缝间隙与焊接电流的对应关系,配合机器人虚拟ARC-ON/OFF信号与PLC电流分段线性控制信号,实现了连续焊接时电流的分段线性控制.结果表明,该控制策略行之有效,成功地应用于该焊件的实际生产,提高了产品的质量及生产效率.