弧焊机器人示教编程技术

以Panasonic-TA 1400 6自由度弧焊机器人为例,介绍和讨论了弧焊机器人示教系统的组成,归纳总结了在线示教编程的内容与流程,并分析了直线、圆弧、直线摆动和圆弧摆动四种典型运动轨迹的弧焊机器人示教编程要领。在此基础上,使用在线示教编程方法,通过合理选设打底焊和盖面焊工艺参数,实现了10 mm厚板材对接焊缝的单面焊双面成形试验,所完成的焊缝成形表面光滑,熔宽均匀一致,波纹致密,焊接质量好。这充分展示了弧焊机器人施焊的优势,培养了学生的实践动手能力和机器人驾驭能力。     

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.     

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...     

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。     

激光视觉焊接熔池实时动态控制的应用研究

针对弧焊机器人在焊接操作中自适应能力差的特点,本文提出了一种改进方法.在Motoman Up6机器人系统基础上,通过增加一套视觉传感子系统,提取CO2保护焊中焊接熔池图像的特征值,采用神经网络模型和PID控制相结合的控制策略,实时调整焊接规范参数,从而提高弧焊机器人的自适应能力.     

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。     

一种热处理强化铝合金脉冲MIG焊工艺研究

通过对A6N01S-T5铝合金型材采用脉冲MIG焊的焊接方法进行焊接试验,结合自动焊设备特点制定了合理的焊接工艺,同时对焊缝质量进行检验,对焊接接头金相组织及力学性能进行分析,在焊接接头中未发现焊接缺陷,焊缝质量良好,满足ISO 10042B级焊缝质量要求。采用脉冲MIG焊热处理强化铝合金,可获得综合性能优良的焊接接头。     

利用磁场改善TIG高速焊的焊缝成形

增加TIG焊焊接速度可以提高生产率,但焊速增加,导致电弧阳极斑点滞后,造成电弧较大的后拖,引起焊缝的严重咬边和成形不良。所以控制电弧后拖是高速焊改善焊缝成形的关键。本试验采用交变横向磁场来控制电弧的后拖现象,克服咬边,改善成形。     

基于高炉焊接制造的BB503钢板焊接工艺研究

根据高炉炉壳生产实际,分别使用气电立焊和埋弧自动横焊两种焊接工艺对50 mm厚的BB503型炉壳用钢板进行焊接,对焊缝进行外观检查、无损探伤,对焊接接头进行拉伸、侧弯、冲击、硬度等性能测试,并对焊接热影响区的显微组织进行了观察和分析。结果表明,BB503炉壳用钢的气电立焊和埋弧自动横焊焊接接头抗拉强度和冲击吸收功均大于母材,具有优良的综合力学性能;焊缝区及热影响区的显微维氏硬度分布和热影响区的组织均匀性均显著优于传统的CO₂气体保护焊和手工电弧焊接头。气电立焊和埋弧自动横焊工艺可以替代CO₂气体保护焊和手工电弧焊工艺用于高炉炉壳焊接制造。     

利用磁场改善TIG高速焊的焊缝成形

增加TIG焊焊接速度可以提高生产率，但焊速增加，导致电弧阳极斑点滞后，造成电弧较大的后拖，引起焊缝的严重咬边和成形不良。所以控制电弧后拖是高速焊改善焊缝成形的关键。本试验采用交变横向磁场来控制电弧的后拖现象，克服咬边，改善成形。     

Kinematic Study on Motoman HP6 Arc Welding Robot Based on Unigraphics

The links of Motoman HP6 arc welding robot are considered as an open kinematic chain which consists of a series of rotational joints through concatenation. One end of the open chain is fixed to the base or the earth, and the other end which is free fastens the end executor to complete various duties. Each link of this arc welding robot has four kinds of Denavit-Hartenberg parameters: common normal length between two adjacent links, angle of two adjacent joints, distance between the crossing of common normal length and two joints axes, and angle of two adjacent links. The displacement relation between each link of the Motoman HP6 arc welding robot is introduced, and the kinematic positive-going solution and the kinematic passive-going solution are calculated.     

X70管线钢的气体保护焊试验研究

本文按照“西气东输”管线钢焊接技术条件，对武钢开发研制的板厚为10．3mmX70管线钢进行了气体保护焊试验。焊接材料为高韧性气保焊丝WER60及富氩保护气体。研究结果表明，焊缝具有优良的强韧性匹配，焊接接头强度及冲击韧性均满足管线钢工程焊接技术条件。     

Kinematic analysis and trajectory planning of J-groove welding robot

This paper introduces the complexity and particularity of tube-sphere intersection weld(J-groove weld) and establishes the mathematical model of tube-sphere intersection trajectory.Based on the characteristics of J-groove welds,the computational process of welding gun orientation is first simplified.Then the kinematic algorithm of a welding robot is obtained according to screw theory and exponential product formula.Finally,Solidworks and SimMechanics are employed to simulate the kinematics of the welding robot,which proves the feasibility of the kinematic algorithm.     

Modeling of arc force in plasma arc welding

A three. dimensional mathematical model for the transferred-type argon arc was developed to describe arc force on the anode surface. The software ANSYS was employed to solve the model. The model includes a part of torch and tungsten electrode to achieve m ore reasonable results. The arc temperature and flow fields were derived. And the influences of welding parameters on arc force were also studied. The simulated results show that arc pressure at the anode are dependent on the welding current, plasma gas flow rate and electrode neck-in, while not sensitive to arc length.     

精品在线开放课程建设研究 ——以弧焊机器人操作与编程为例

现代职业教育模式背景下,职业院校的课程建设应从就业市场需求的职业岗位核心能力出发,将专业核心课程与职业岗位需求对接,优化课程体系设置,提高学生实践技能。弧焊机器人操作与编程精品在线开放课程的建设,实现了产教融合、校企协同育人的融通模式,深化了信息技术与教育教学的深度融合发展,更有利于全面提升人才培养质量。     

电源-电弧系统稳定性的研究

通过对弧焊电源-焊接电弧系统稳定性的研究,得出了弧焊电源-焊接电弧系统的稳定条件,对各种焊接方法的弧焊电源选择具有现实的指导意义.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接试验方法及装置

超窄间隙焊接变形小,焊接效率高。在5mm超窄间隙坡口的焊接中,采用焊剂带对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升,能有效控制电弧的加热区域,提高电弧能量密度,保证间隙侧壁的有效熔合。在超窄间隙焊接过程中,试验装置是实现焊剂带约束电弧和保证焊缝成型的关键。