管道焊接机器人视觉控制系统

设计了一种无轨道自动跟踪管道焊接机器人,主要对其视觉焊缝跟踪实时图像处理系统进行了研究。针对焊接过程中的各种干扰噪声和跟踪精度的要求,研究采用结构光CCD传感器检测系统和图像采集卡进行计算机软件图像处理,对其中模板滤波、边缘检测、轮廓跟踪、激光带中心线的抽取和特征点检测进行了研究。该套处理方法效果好,处理速度快,能够满足跟踪系统的实时性要求。     

面向焊接小车的圆弧形角焊缝跟踪算法研究

顺应社会发展的步伐,手工焊接作业逐渐被机器人焊接作业所替代,但自动焊接小车和固定式机械手臂难以完成复杂焊缝的焊接工作,如矩形焊缝、圆弧形角焊缝等.基于此,针对圆弧形焊缝的跟踪算法进行了研究.给出了焊缝小车机器人操作的示意图及对应的含义,对轮子和水平滑块协调运动跟踪圆弧角焊缝方面的知识进行了介绍.并通过实验验证基于跟踪算法机器人焊接圆弧形角焊缝的成效,同时由X有限公司进一步证明了该算法的可靠性.     

基于视觉测量激光焊接复杂焊缝跟踪控制

为实现激光焊接复杂焊缝的精确跟踪,利用视觉传感器,构建了拼接焊缝的测量系统,给出了测量计算焊缝中心线、宽度及曲面法矢信息的方法,给出了测量坐标系到摄像机坐标系的变换关系,规划了焊枪行走路径。并且进行了复杂焊缝的跟踪实验。实验表明,研究的基于视觉测量激光焊接复杂焊缝跟踪控制系统,能够满足三维激光焊接的跟踪控制要求。     

工程机械典型接头的弧焊机器人焊接技术

对弧焊机器人应用于工程机械结构件的制造进行了初步探讨。分析了工程机械结构件的特点及其焊接工艺,阐述了Panasonic-TA1400机器人焊接系统的组成,介绍了焊缝起始点寻位和电弧传感焊缝跟踪技术,讨论了机器人示教编程要领。在此基础上,使用在线示教编程方法,对工程机械结构件典型接头机器人自动焊做了大量工艺试验,包括对接平焊缝单面焊双面成形和T形接头角焊缝船形位置焊接。结果表明,采用弧焊机器人焊接工程机械结构件是行之有效,所完成的焊缝成形美观、熔宽一致、波纹致密且焊接质量好。     

基于粒子群算法的工业机器人焊接系统

针对复杂的自由曲线型焊缝的焊接作业,对传统的工业机器人焊接系统进行改进。将机器视觉与工业机器人相结合,搭建"eye-to-hand"视觉系统。首先采用工业相机采集焊缝图像并发送至工控机,通过焊缝识别算法进行识别以获取焊缝信息;然后结合焊接工艺参数及焊缝信息建立焊接模型,并引入粒子群算法对机器人进行轨迹规划;最后将轨迹规划结果通过以太网发送至机器人,以此引导工业机器人完成焊接作业。实验结果表明,改进的工业机器人焊接系统可自主完成复杂曲线型焊缝的识别及轨迹规划,且焊接效果满足要求,有效地提高了工业机器人在焊接场景下的智能化及自主作业能力。     

基于LabVIEW的弧焊机器人视觉传感图像处理技术

弧焊机器人的主要工艺问题之一是需要保证零件焊接的一致性,当焊缝接头位置因工件加工、夹具装配以及热应力变形等因素发生变化时,需借助传感器实时准确引导机器人来确定焊缝位置.激光视觉传感赋予机器人“看”的功能,大大促进了焊接自动化程度.为此,以Panasonic-TA1400六自由度弧焊机器人为试验平台,针对V型坡口MAG焊焊缝视觉传感实时图像处理技术进行了研究.采用领域平均滤波和小波降噪相结合的方法,有效地滤除了焊接背景噪声.采用小波边缘检测算法获取了激光光带边缘.对焊缝图像处理的关键技术——中心线抽取和特征点检测提出了逐行搜索求平均值和模板匹配法等切实可行的算法.试验表明,该图像处理流程效果良好,能够满足后续跟踪系统实时性要求.     

基于磁光传感器的焊缝检测装置的研制

针于激光焊接所要求的紧密焊缝,构建以磁光传感器为核心的焊缝检测装置,该装置能检测出反映焊缝特征的磁光图像.通过分析磁光图像的特点,确定磁光图像中过渡带的中心为焊缝中心.最后,通过中值滤波,获得比较清晰的磁光图像,并把该图像进行灰度化处理,获得沿焊缝两侧的灰度变化图,通过分析灰度变化图,能获得焊缝的测量中心,这为利用磁光图像进行微焊缝跟踪的激光焊接确定了可能性.     

基于DOE方法的机器人焊接试验设计

为了更好地预测机器人焊接工艺参数与焊缝成形参数之间的关系,通过DOE方法的全因子试验设计,在机器人焊接系统上对低碳钢进行两因素三水平焊接实验,定量分析了机器人焊接工艺参数与焊缝成形参数间的关系,建立相关预测模型,将预测结果与测试结果进行了对比验证。熔深、熔宽不仅受焊接功率和焊接速度主效应的影响,还受其交互作用的影响;余高只受到焊接功率和焊接速度主效应的影响,而与交叉效应无关,且通过实验确定了熔深、熔宽和余高的预测范围。结果表明,基于DOE方法的焊接试验设计为获得性能优异的焊接接头质量提供了参考,为实现焊接过程优化设计提供了一种新方法。     

基于Quest 3D的乘用车侧围点焊过程人机交互仿真

在乘用车侧围和点焊机器人三维建模的基础上,通过Quest 3D软件的二次开发,针对侧围焊接过程,对点焊机器人各关节运动导致末端执行器上焊枪的位置姿态变化进行人机交互式仿真。通过灯光、相机定义虚拟场景,通过与关节对应的通道表控制其运动角位移和角速度,在虚拟装配环境下,再现焊枪与侧围的相对位置姿态。为点焊机器人、焊枪与侧围自动化焊接生产线工装夹具的精密匹配提供技术基础。     

其它工程技术学科中的国家重点实验室(三)

其它工程技术学科中的国家重点实验室（三）任志武１９９５年１０月验收，依托于哈尔滨工业大学建设的现代焊接技术国家重点实验室，近几年在智能化焊接方面，对焊接熔池流体动力学状态及传热过程、弧焊熔滴过渡行为、焊缝成形稳定性、熔透控制、焊缝跟踪、焊接机器人应用...     

机器视觉检测定位与非接触寻找焊缝的实现

目前企业大多采用色差传感器或角度位移传感器定位焊接食品罐马口铁,往往出现探测系统灵敏度不高、感应信号滞后等缺陷,严重影响产品质量。基于机器视觉检测的非接触式焊缝定位方案,设计一种包括机器视觉检测装置、焊缝追踪信号处理机构和焊缝定位信号执行机构在内的焊缝自动追踪系统,应用于食品罐马口铁焊缝的寻找,与传统的焊缝定位技术相比,提高了产品质量稳定性,有效保证了罐身制造产品的品质。     

X100管线钢埋弧焊焊接性能研究

X100管线钢屈服强度在690MPa以上,为了实现钢管埋弧焊缝的高强度高韧性匹配,研制了与X100管线钢相匹配的WS01焊丝,该焊丝匹配大西洋CHF105焊剂,焊接接头抗拉强度810MPa,20℃冲击功,焊缝的弯曲、硬度实验结果均达到AP15L钢管标准要求。     

基于TRIBON的焊接信息管理系统开发

从当今船企制造模式存在的实际问题出发,针对传统生产设计流程,提出改进焊接流程的控制计划。基于TRIBON（辅助船舶设计和建造的计算机集成系统）软件,分析焊接信息管理系统的模块功能,通过对其现有的三维视图进行编辑,开发了焊接信息管理系统;系统包括三维焊缝信息的编辑、焊接工时定额统计、生成派工单以及生产信息反馈等功能,克服了软件自身焊接计划模块的不足,为船企完善数字化造船和精细化管理提供了基础。     

苯胺装置锥体耐高温铁镍合金焊接性分析及焊接工艺

针对苯胺装置转化器蒸汽发生器的锥体,在运行过程中焊缝易出现裂纹的突出问题,分析了其基体材料铁镍合金的焊接性,阐述了克服该材料在焊接过程中焊接热裂纹倾向的焊接工艺措施。实验结果表明,通过采取合理的焊接工艺,可保证该类材料的焊接性,确保此类装置的安全可靠运行。     

特殊工件磨削加工的数学建模

特殊工件精密磨削是一个复杂的多变量影响过程,本文开展了精密磨削加工技术的优化研究。在利用已知加工外表面母线方程的基础上,采用了精密数控曲线磨削砂轮法向跟踪的方法,通过保证曲线轮廓上磨削点处的法线经过砂轮的回转平面,实现了砂轮与工件之间的恒定点接触,在分析砂轮与工件运动几何关系的基础上,建立了砂轮法向跟踪的数学模型,从而提高了加工精度,实现了对任意复杂曲线轮廓的磨削加工。     

高功率光纤激光焊接的焊缝形貌

采用IPG5000高功率光纤激光焊接研究了激光工艺参数对焊缝表面形貌的影响,结果表明:当焊接速度较高时,焊缝形貌较差;保持激光功率不变,降低焊接速度,焊缝形貌可以得到一定的改善;降低激光功率的同时降低焊接速度可获得好的焊缝形貌。