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浅谈弧焊机器人横焊单面焊双面成形的未熔合缺陷

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焊接技术 2024年第4期53卷 141-144页

作者：罗文才姚瑞敏段鑫臣杨延霖云南建投技工学校云南昆明651700 玉溪技师学院云南玉溪653101

文中研究了弧焊机器人横焊单面焊双面成形过程中产生未熔合缺陷的原因及优化方法。首先,介绍了研究的背景、目的和意义,分析了弧焊机器人原理、横焊单面成形原理和双面成形原理;然后,对横焊单面焊成形过程和双面成形过程进行了详细分析... 详细信息

文中研究了弧焊机器人横焊单面焊双面成形过程中产生未熔合缺陷的原因及优化方法。首先,介绍了研究的背景、目的和意义,分析了弧焊机器人原理、横焊单面成形原理和双面成形原理;然后,对横焊单面焊成形过程和双面成形过程进行了详细分析,并探讨了未熔合缺陷产生的原因,提出了熔池优化方法、电极轨迹优化方法和焊接参数优化方法,以优化横焊单面焊双面成形过程并初步拟合了焊接参数的计算公式;最后,进行了总结分析并展望了未来的研究方向。

关键词：弧焊机器人横焊单面焊双面成形未熔合熔池优化电极轨迹优化焊接参数优化

基于改进T-S模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪~

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组合机床与自动化加工技术 2024年

作者：姚江云王宽田李旺昆梁世华柳州工学院信息科学与工程学院桂林电子科技大学海洋工程学院桂林理工大学计算机科学与工程学院

针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝... 详细信息

针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝中心线在机器人坐标系中的位置坐标。利用蚁群算法根据焊缝中心线在机器人坐标系中的坐标,搜索从起始位置到目标位置的最优焊接路径。设计了一种改进区间二型T-S模糊模型,通过视觉传感器实时获取新的焊缝信息,计算轨迹误差,以此为输入,利用改进T-S模糊模型对机器人的运动轨迹进行实时调整。实验结果表明,采用改进T-S模糊模型后,机器人轨迹跟踪离散度均降至1 mm以下,弧焊机器人轨迹与预期轨迹高度重合,比传统方法跟踪离散度大大降低。

关键词：改进T-S模糊模型弧焊机器人焊缝识别与定位轨迹规划轨迹实时跟踪方法

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弧焊机器人直线和圆弧轨迹正弦摆焊研究

弧焊机器人直线和圆弧轨迹正弦摆焊研究

作者：刘海燕桂林理工大学

学位级别：硕士

随着技术的进步,弧焊机器人在制造业中起着越来越重要的作用。因弧焊机器人作业特殊性,对机器人轨迹规划的精度要求较高,所以轨迹规划算法已经越来越受到人们的广泛关注。轨迹规划作为机器人控制技术的重要部分,不仅要求指定一系列参数... 详细信息

随着技术的进步,弧焊机器人在制造业中起着越来越重要的作用。因弧焊机器人作业特殊性,对机器人轨迹规划的精度要求较高,所以轨迹规划算法已经越来越受到人们的广泛关注。轨迹规划作为机器人控制技术的重要部分,不仅要求指定一系列参数来描述期望的轨迹,同时要加入焊枪摆动才能获得更好的焊接性能,因此摆动焊接技术是焊接应用中重要的支撑技术之一。在实际操作中,对于直线轨迹和圆弧轨迹,容易因测量的摆焊参数误差造成摆焊精度的损失。针对摆焊技术的研究现状,本文给出了一种基于直线正弦摆焊和圆弧正弦摆焊相结合的摆焊实现方法,给出了正弦摆焊的计算方法,并在MATLAB中进行了算法的验证,在Robot Studio中给出了焊接的效果。本文的主要工作如下:首先对课题的来源、背景、意义及国内外研究现状做了阐述,对几种典型轨迹规划方法和摆焊方法的研究现状进行了分析。为实现焊枪姿态的平滑过渡,不至于摆动过于频繁,需要对弧焊机器人在关节空间中的“空走”轨迹和笛卡尔空间中的“作业”轨迹以及笛卡尔空间中的正弦摆焊方法提出切实可行的方案。对ABB IRB2600弧焊机器人的结构特点,应用SDH建模法和MDH建模法求解机器人的运动学方程,分析了两种建模方法的区别,并给出了蒙特卡洛法求解工作空间的方法和步骤。其次,在关节空间的轨迹规划中,分别用四段五次多项式和一段七次多项式对空间“空走”轨迹进行插补;在笛卡尔空间的轨迹规划中,焊接轨迹被描述成直线段和圆弧段的共同插补,通过示教方式获得主要的轨迹点,建立了直线插补、圆弧插补算法的推导过程。根据焊接机器人在二维空间中的焊接作业,本文用极坐标方法来描述轨迹点,其编程和转换比较简洁,降低了算法的复杂度和由此可能产生的误差。最后,本文采用MATLAB和Robot Studio联合方式,将正弦摆动的轨迹规划算法移植到ABB离线编程软件Robot Studio中,把正弦算法的研究从三维空间降维到二维空间,并将导轨、工件坐标系、工具坐标系转化为XYZ的偏移量和旋转矩阵来完成轨迹点的移植。通过MATLAB模拟仿真与Robot Studio环境对直线段和圆弧段正弦摆焊进行理论验证和实验验证,实验结果表明本文设计的正弦摆焊算法简单便捷,为弧焊机器人的摆动焊接提供了参考,具有一定的理论价值和实际意义。

关键词：弧焊机器人运动学轨迹规划正弦摆焊

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弧焊机器人结构光视觉传感焊缝跟踪

焊接学报 2008年第9期29卷 8-10页

作者：张广军冷孝宇吴林哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001

建立了弧焊机器人视觉传感焊缝跟踪系统,重点研究了跟踪路径提取算法和焊缝跟踪的实现策略。采用传感器引导机器人运动的控制方式,为克服前视距离的影响,提取的焊缝跟踪点信息在跟踪过程中不是立刻被使用的,而是存储在循环队列结构中,... 详细信息

建立了弧焊机器人视觉传感焊缝跟踪系统,重点研究了跟踪路径提取算法和焊缝跟踪的实现策略。采用传感器引导机器人运动的控制方式,为克服前视距离的影响,提取的焊缝跟踪点信息在跟踪过程中不是立刻被使用的,而是存储在循环队列结构中,要等到焊枪到达该点附近时才能用到。计算出的机器人驱动向量使焊枪向焊缝的中心点方向调整,并按照给定的步长运动,使其始终沿焊缝方向向前运动,实现沿焊缝的自主跟踪。结果表明,通过对焊枪位置及绕焊枪旋转角度的调节,实现了S形曲线焊缝的实际跟踪,跟踪过程平稳、精确。

关键词：焊缝跟踪视觉传感结构光弧焊机器人

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弧焊机器人焊枪姿态的简便示教

机械工程学报 2010年第8期46卷 73-77页

作者：周律蔡锦达钱炜陈善本上海理工大学机械工程学院上海200093 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

弧焊机器人焊接空间搭接焊缝时,对于焊枪姿态的示教往往占据了大量的示教时间。为此,提出一种焊枪姿态的简便示教方法。该方法采用根据几何约束计算焊接时焊枪姿态的思路完成焊枪姿态的示教。先以任意焊枪姿态对焊缝进行位置示教,然后... 详细信息

弧焊机器人焊接空间搭接焊缝时,对于焊枪姿态的示教往往占据了大量的示教时间。为此,提出一种焊枪姿态的简便示教方法。该方法采用根据几何约束计算焊接时焊枪姿态的思路完成焊枪姿态的示教。先以任意焊枪姿态对焊缝进行位置示教,然后根据焊缝的切向矢量和焊接工艺要求的焊枪角度计算出焊接时的焊枪姿态。对于三维曲线焊缝,只有当局部焊接平面与基坐标系的Oyz平面不垂直时,需要进行简单的焊枪姿态示教,示教时只须调整机器人绕工具坐标系一个轴转动的角度即可完成。使用该方法可以显著地减少示教难度和示教时间,提高姿态示教的精度。详细介绍焊枪姿态的描述方法、焊接方向角的计算方法和焊枪姿态的调整方法等关键技术。使用搭接曲线焊缝进行试验验证,证明了该方法的可行性。

关键词：弧焊机器人焊枪姿态简便示教方法焊接方向角

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弧焊机器人起始焊接位置图像识别与定位

焊接学报 2009年第4期30卷 17-20页

作者：陈希章陈善本江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013 上海交通大学焊接工程研究所上海200030

起始焊接位置的识别和定位是实现机器人智能化焊接的第一步,在分析焊缝接头类型的基础上给出了起始焊位的定义.采用CCD摄像机在自然光条件下获得待焊工件图像,由起始焊位的定义分析了起始焊位识别的方法.提出一种局部范围内由粗到细的... 详细信息

起始焊接位置的识别和定位是实现机器人智能化焊接的第一步,在分析焊缝接头类型的基础上给出了起始焊位的定义.采用CCD摄像机在自然光条件下获得待焊工件图像,由起始焊位的定义分析了起始焊位识别的方法.提出一种局部范围内由粗到细的两步精确定位方法.首先求取焊缝和工件边界交点作为初始值.第二步以该点为中心建立一个小窗口,在此局部范围内检测角点.根据设定的判断标准,可充分利用原图像的丰富信息和边缘提取后的结构化信息.结果表明,对规则焊缝,初始值与实际初始焊位能很好吻合,而对不规则的焊缝,初始值偏离实际位置.文中提出的两步定位方法则能准确的识别和定位具有明显边界的规则和不规则焊缝的初始焊接位.

关键词：起始焊位图像识别弧焊机器人

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弧焊机器人的视觉控制

焊接学报 2004年第4期25卷 10-14页

作者：徐德涂志国赵晓光谭民中国科学院自动化研究所北京100080

提出了一种基于局域网的多层次结构的弧焊机器人视觉控制方案 ,它由人机交互层、运动规划层、运动控制层和伺服控制层构成 ,其中后面三层构成本地实时控制器。利用上位计算机作为人机交互层 ,完成视觉测量、运动命令生成、焊枪控制和人... 详细信息

提出了一种基于局域网的多层次结构的弧焊机器人视觉控制方案 ,它由人机交互层、运动规划层、运动控制层和伺服控制层构成 ,其中后面三层构成本地实时控制器。利用上位计算机作为人机交互层 ,完成视觉测量、运动命令生成、焊枪控制和人机交互。本地实时控制器实现在线运动规划和实时运动控制。根据在线视觉测量结果 ,形成机器人的运动目标 ,实现焊缝自动跟踪与焊接。对V形坡口焊缝的摆焊试验结果。

关键词：弧焊机器人视觉控制实时控制结构光视觉视觉测量局域网

弧焊机器人熔化及气体保护焊熔池视觉自适应检测

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机械工程学报 2008年第4期44卷 206-210页

作者：岳建锋李亮玉范芳蕾王天琪天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300160

采用新型互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor,CMOS)视觉传感器对弧焊机器人熔化及气体保护焊(Gas metal arc welding,GMAW)熔池图像的提取技术进行研究,通过对CMOS视觉传感器的硬件电路改造,实现GMAW熔池图... 详细信息

采用新型互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor,CMOS)视觉传感器对弧焊机器人熔化及气体保护焊(Gas metal arc welding,GMAW)熔池图像的提取技术进行研究,通过对CMOS视觉传感器的硬件电路改造,实现GMAW熔池图像的自适应采集。首先对触发电路进行改造,实现熔池图像高速采集的可控化。对GMAW脉冲焊不同时刻采集的熔池图像进行比较,定性得到最佳的采集时刻。对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像曝光量的可控化。研究GMAW在送丝速度协同控制模式下,不同送丝速度与曝光量的定量关系。通过对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像灰度压缩的可控化。比较CMOS视觉传感器工作在不同模式下对GMAW脉冲和短路焊时采集的熔池图像,得出CMOS视觉传感器工作在线性—对数模式下能更好地适应GMAW熔池图像采集。最后综合运用以上3种技术对GMAW脉冲焊和短路焊的熔池图像进行试验,均获得了清晰的熔池图像,为下一步熔池图像处理和焊接质量控制打下了基础。

关键词：弧焊机器人视觉传感器熔池图像

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弧焊机器人焊枪姿态的自动规划

上海交通大学学报 2004年第9期38卷 1472-1475页

作者：朱灯林肖胜侯胡的王安麟王石刚上海交通大学机械与动力工程学院上海200030

针对弧焊机器人离线编程中的关键问题,研究了在焊接过程中焊枪姿态的自动规划技术,提出了焊缝和工艺信息的定义与获取、焊枪所在的最佳工作平面、焊枪可行域及其姿态的自动规划等方面的新概念和方法.通过采用这种方法,将三维问题的焊枪... 详细信息

针对弧焊机器人离线编程中的关键问题,研究了在焊接过程中焊枪姿态的自动规划技术,提出了焊缝和工艺信息的定义与获取、焊枪所在的最佳工作平面、焊枪可行域及其姿态的自动规划等方面的新概念和方法.通过采用这种方法,将三维问题的焊枪姿态规划转化为焊枪工作平面的二维问题来处理,并方便地得到了满足焊接工艺要求、焊枪与工件无碰撞干涉的可行区域,最后结合焊接工艺专家系统就可以最终确定焊枪在每一焊接位置的空间姿态.

关键词：弧焊机器人焊枪姿态自动规划