移动机器人90°折线角焊缝跟踪仿真及实验研究

针对船舶建造过程中船舱底部与甲板内侧格子形焊缝空间狭小、焊接条件恶劣的情况,设计了一轮式移动焊接机器人,通过ADAMS软件对焊缝跟踪进行运动学逆解仿真,将仿真结果用于90°折线焊缝的跟踪焊接实验,从而减少了实验次数,降低了实验成本.其仿真结果可以为机器人的准确设计与焊接跟踪实验提供依据.     

焊接机器人焊缝跟踪技术的现状与发展趋势

焊接机器人因其高效性在先进制造业中应用广泛,焊缝跟踪的精度和实时性是评价焊接质量的重要指标.焊缝跟踪以传感技术为基础,可实现焊缝的起止点和边缘检测、焊缝宽度测量等,传感器在机器人焊接过程中作用重大.详细分析和综述了机器人焊接过程中用于焊缝跟踪的各类传感器及其技术特点,系统地总结了其应用现状,并对焊缝跟踪技术的发展趋势进...     

自寻迹焊缝跟踪算法及轨迹仿真

基于现有的焊缝自动跟踪系统不能自动寻找焊缝位置，提出了一种两轮单独驱动的自动跟踪小车寻找焊缝位置的跟踪算法．通过严格的理论分析，推导出了含有3段Fresnel函数的跟踪轨迹方程．采用Matlab的Maple核进行仿真，结果表明本算法是正确有效的．     

薄板焊缝跟踪传感器的实验研究

设计了一种焊接用触觉传感器 ,该传感器通过摆动将焊缝位置采集出来 ,通过计算机进行信号分析来判断焊枪是否偏离焊缝 ,以便及时纠正焊枪位置 ,保证焊接质量。     

视觉引导下的机器人跟踪复杂焊缝的研究

对无视觉机器人加装视觉系统进行了研究,给出了机器人坐标系到摄像机坐标系的变换关系,对改进后的机器人进行了复杂焊缝的跟踪实验,实验证明该改进是可行的。     

弧焊机器人激光焊缝跟踪系统的应用研究

焊缝自动跟踪是实现焊接自动化的关键,在传统弧焊机器人系统的基础上设计了一种基于激光传感器的焊缝跟踪子系统,构建了激光传感器的数学模型及机器人手眼标定方法,并针对搭接焊缝的图像特点,提取出焊缝特征点位置坐标.同时设计开发了焊缝跟踪控制算法和机器人焊缝跟踪程序,最后通过对储气罐环形搭接焊缝进行焊接实验,结果证明了该焊缝跟踪系统的有效性和可靠性.     

轨道式管道焊接机器人焊缝跟踪方法研究现状

首先简述了截至2013年世界石油天然气管线的铺设情况以及采用熔化极气体保护焊(GMAW)的轨道式管道焊接机器人在工业中的应用情况、工作特点和优势,然后,较为全面地介绍了熔化极气体保护焊中常用传感器的分类,详细分析了它们的焊缝跟踪原理、优缺点和在管道焊接中的应用情况。研究发现,电弧传感器和视觉传感器具有实时性好、信息量大、跟踪精度高等优点,是管道焊接中应用最广泛的两种传感器,单一的传感器在不同工艺的焊缝跟踪中跟踪精度容易受到限制,而采用多种传感器相结合的方法可以极大提高油气管道的焊缝跟踪精度。采用视觉传感和电弧传感相结合的焊缝跟踪系统已经在日本投入天然气现场管线的焊接,并获得了良好的焊接效果。最后得出结论,焊接过程中应该根据工艺特点采取不同的跟踪方法,而采用多种传感器结合的方式可以提高焊缝跟踪精度,必将成为今后研究的热点。     

基于图像技术的焊缝跟踪系统算法研究

焊缝跟踪系统是焊接自动化的关键技术,通过对焊缝图像实时采集处理,实现调整焊枪位置准确跟踪焊缝的目的。本文对焊缝图像处理的算法进行了探讨。     

基于激光位移传感器的焊缝自动跟踪系统

为解决国内大型焊接系统中存在的实时性差和误差大等问题,提高焊接效率,对大型焊接中两块平整的钢板垂直放置时所形成的处于直角顶角处焊缝的焊接跟踪方法进行研究,提出采用立体空间定位的方法对焊缝进行实时跟踪。用两只激光位移传感器采集焊缝方向上的位移,根据运算结果驱动两台步进电机调整位移差,达到焊缝实时跟踪的效果。     

基于模糊自适应整定PID的水下焊缝跟踪

针对水下焊接过程中焊缝跟踪控制的难点问题,设计了一种用于水下焊缝跟踪的模糊自适应整定PID(比例-积分-微分)控制器,采用模糊控制器充当调节器,在线调整PID控制器的3个参数,利用PID作为控制器,实现控制量的输出;讨论了该控制器的设计方法,并在相应模型的基础上进行了带扰动的控制模拟.仿真结果表明,该模糊自适应整定PID控制器的动态响应快、超调量小、稳态精度高、抗干扰能力强,能够满足水下焊缝跟踪的要求.     

基于Matlab/Simulink的A-TIG焊缝跟踪系统建模与仿真

为了探讨基于A-TIG焊的焊缝跟踪技术,根据A-TIG焊的电弧电压特性,建立了A-TIG焊在焊接过程的电弧电压数学模型,确定利用积分差值方法为其焊缝跟踪方法,利用Matlab/Sim-ulink建立A-TIG焊的焊缝跟踪仿真模型.建模仿真结果表明,所获得波形与实际测量结果一致,从而验证了所建立的电弧电压数学模型的正确性.研究结果为实现A-TIG焊缝跟踪提供理论指导.     

移动焊接机器人轨迹跟踪控制机制及实验

摘要： 针对目前移动焊接机器人进行滑模变结构控制的动力学研究较少,且滑模变结构控制中产生的高频振荡及其对移动焊接机器人的焊缝跟踪精度影响较大的问题,搭建了移动焊接机器人平台,建立了移动焊接机器人的运动学和动力学模型,并提出了一种能够实现移动焊接机器人高精度焊缝跟踪的新型控制算法.基于移动焊接机器人的动力学模型,采用滑模变结构控制理论对移动焊接机器人进行鲁棒性控制,并采用光滑的连续函数代替滑模变结构控制中的符号,以消除高频振荡的影响.结果表明了所提出方法的可行性和有效性.在焊缝跟踪过程中,移动焊接机器人运行平稳,得到了较高的跟踪精度.     

用于波纹板角焊缝跟踪的变步长角点检测算法

针对波纹板-箱梁T型接头角焊缝位置的激光双目视觉检测,提出了一种变步长角点检测算法,即先建立波纹板角焊缝位置的双目视觉测量模型,根据激光条纹投射在角焊缝上的成像特征进行图像预处理,然后设计变步长搜索算法先找到激光条纹上的近角点,于近角点两侧选取激光条纹上的像素点构造两条直线,由直线的交点来确定角点.试验结果表明,用该方法测量角焊缝位置坐标,可靠性高,测量误差范围在0.1mm以内,角焊缝轨迹三维重建误差在1mm以内,测量精度优于传统算法.     

基于视觉传感器的移动焊接机器人测控系统

设计焊枪侧置的轮式移动焊接机器人并搭建基于虚拟仪器的移动焊接机器人测控系统.在分析移动焊接机器人特点的基础上,设计由PC,NI-PCI7344,NI-DAQ6015以及图像采集卡等组成的硬件系统结构,采用LabVIEW编程平台编制测控系统软件.设计自适应模糊控制器和高斯基模糊神经网络控制器对十字滑块和车轮进行协调控制.采用高斯函数作为模糊神经网络的隶属函数,利用BP算法实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改.实验结果表明:该测控系统运行稳定可靠,其跟踪精度可始终控制在-0.4～0.4n'mm以内,满足实际焊接工程的需要.     

冰洲石-玻璃90°转向起偏棱镜的设计研究

为了节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料,采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法,设计了一种新型起偏棱镜.设计样品由ZBaF3玻璃与冰洲石晶体通过大折射率液态胶合剂溴代萘胶合而成;该棱镜不仅可以实现o光的偏振输出,还可实现入射光的90°转向.通过实验测试,该棱镜的透射比在80%以上,消光比优于10-5.理论设计和性能测试均表明,冰洲石-玻璃90°转向起偏棱镜在一般情况下可以取代相应的纯冰洲石晶体材料的偏光棱镜.     

基于虚拟现实的工业机器人路径跟踪控制仿真

在机器人路径仿真跟踪的仿真过程中,由于对机器人模型运动角度控制不当,时常出现路径控制仿真结果与既定路径不符的情况。为此,将虚拟现实技术应用到工业机器人路径跟踪控制仿真中。根据工业机器人动力学与运动学分析结果,在选定的虚拟现实软件中构建机器人3D运动模型以及控制环境模型。采用虚拟运动轨迹计算公式,完成机器人路径跟踪模拟控制算法的设计。通过此公式计算结果,监督机器人模型路径跟踪过程,实现对机器人运动角度的控制。至此,基于虚拟现实的工业机器人路径跟踪控制仿真方法设计完成。构建仿真实验环节,通过与其他两种方法对比可知,此方法的路径控制仿真结果与既定路径一致。综上所述,使用虚拟现实技术可有效弥补原有仿真方法的不足。     

六主动轮移动机器人的建模及路径跟踪

为了研究轮式移动机器人的控制问题,用Newton-Euler法建立了一个具有6个主动轮且都能独立转向的移动机器人的动力学模型。用一种智能比例微分(PD)控制方法,实现了机器人的路径跟踪。该控制方法参考模糊控制的思想,将位置误差和方向误差分成若干个模糊集合,使控制器的参数能根据机器人的状态及外部环境进行调节,同时解决了各轮控制命令的协调问题。仿真结果表明,该控制策略是行之有效的。     

基于SMAC方法的90°弯管内部流场数值模拟

基于SMAC（simplified marker and cell）方法和交错网格技术,发展了一套在贴体坐标系下求解三维不可压缩流动的数值算法,并应用该方法求解以逆变速度和压力为未知变量的Navier-Stokes方程,对弯曲度为2．3的三维90°方形截面弯管内部不可压缩流场进行了数值模拟．结果表明：文中提出的SMAC方法对强曲率弯管内流有较强的预测能力,能够较准确地模拟其主流和两次流的运动规律,从而证明了本算法的可靠性和有效性．     

90°偏光分束镜光强分束比的入射角效应

分析了He-Ne激光斜入射90°偏光分束棱镜时光强分束比随入射角度的变化关系，推导出光强分束比的数学表达式．通过实验验证，在误差允许的范围内，理论值和实验值是一致的，并对误差进行分析．     

爬行式弧焊机器人结构光视觉传感器内部布局实验研究

爬行式弧焊机器人结构光视觉传感器内激光器与CCD的安装可采取三种布局：激光器垂直照射,摄像头倾斜摄像;激光器倾斜照射,摄像头垂直摄像;激光器倾斜照射,摄像头倾斜摄像。设计了传感实验并进行比较,发现采取激光器倾斜照射,摄像头垂直摄像可取得满意的结果。