全位置自动焊接机

项目简介：全位置自动焊接机能够实现平焊、立焊、横焊、仰焊的全位置和管道的全位置焊接。该机由焊接小车、焊枪摆动器、控制系统、轨道和焊接电源五部分组成，采用先进的计算机控制和柔性焊接制造技术：实现复杂空间曲面焊缝的自动化焊接，能够获得36种焊枪摆动波形，实现全位置状态下焊接熔池的有效控制，焊接效率是手弧焊的34倍，焊接过程全自动化。     

基于模型的机器人管道自动焊接系统

论述了一种以焊缝几何模型和焊接过程模型为基础的管道机器人自动焊接系统，通过对管道定位机构（工件定位器）和焊接机器人的运动协调控制，使得在整个焊接过程中，焊缝相对于重力始终保持于最佳方向，同时焊枪相对于焊缝也保持在最佳方位上。文章首先介绍了系统的总体概念，接着详细讨论了工件定位器和焊接机器人的运动控制算法，最后通过实验和仿真验证了系统的可行性。     

膨胀波纹管焊接机器人的研制及其机构运动分析

对一种满足"8"字型膨胀波纹管自动焊接的机器人进行研究。分析膨胀波纹管结构特点,提出基于焊接小车、微型跟踪执行机构、微型焊枪、高低跟踪机构的机器人系统机构方案,对机器人系统机构方案进行运动分析,建立基于D-H法则的焊接机器人运动学模型,通过模型分析及Matlab仿真验证机构模型的正确性。结果表明,建立的基于压力检测的焊接小车与微型跟踪执行机构协同作业机制,解决了"8"字形波纹管断面的机器人焊缝轨迹跟踪问题。仿真结果验证了所建机构模型的正确性。     

基于机器视觉的大型管道自动焊接系统

针对大型长输管道(直径≥1 200mm)现场施工条件下对接环形焊缝焊接精度要求高、作业环境恶劣等问题,采用机器视觉、弧压跟踪、倾角检测技术使焊接专用机器人自主跟踪并规划焊接路径,自动调整弧压、电流等焊接参数,实现大型长输管道环焊缝全位置自动焊接。经实际应用表明,可显著提高焊接质量和效率,减轻操作人员劳动强度,减少可能的事故性损失。     

核用小直径传热管衬管焊接TIG焊枪的设计及优化

随着我国核工业进入第3个30年发展阶段，核用设备的维修需求日益迫切。核用蒸汽发生器内部结构复杂，关键传热管结构管径小、管道长、拆卸安装难度大，传统修复方法难度极高。针对核用小直径传热管因长期处于高温高压工况而出现的腐蚀破坏问题，文中设计了一种全位置自动化TIG衬管焊接修复焊枪，并进行了焊枪可靠性验证和焊接修复试验。首先，提出了焊枪的总体结构设计方案，并阐述了所设计焊枪相对传统钨极TIG焊枪的优势；接着，完成了焊枪传动系统的设计与验证，所设计的传动系统体积小、空间利用率高；随后，对焊枪关键部位——导电轴进行了刚度理论建模、分析和实例计算，并通过有限元求解验证了理论模型的可靠性，在此基础上提出了焊枪结构的优化方法；最后，进行了现场挠度检测和焊接试验，验证了导电轴的刚度满足现场焊接工况，并用线性回归方程和挠度修正公式定量预测焊枪挠度变形，验证了所设计结构的合理性；焊接试验表明焊枪工作时传动系统的转速稳定可控，焊缝成形良好。文中所研制的焊枪能够满足核用蒸汽发生器不锈钢传热管的衬管焊接修复工艺要求。     

面向大型结构件爬行机器人智能焊接技术

大型结构件的焊接在船舶制造、油气化工、核电工程、能源电力、建筑钢构和轨道交通等高端制造领域中应用广泛，传统手工焊以及轨道小车、龙门吊等半自动焊已无法满足高效、高质量的焊接要求。大型结构件智能化焊接成为发展趋势，以无轨导全位置爬行焊接机器人为代表的智能化装备正逐步推动解决大型结构件的自动化焊接问题。该文首先系统介绍了国内外面向大型结构件焊接的智能机器人研究现状，并对有轨和无轨机器人的应用场景及优缺点进行比较，分析认为无轨爬行机器人的灵活性好、适应性强，更适用于大型结构件的焊接。其次，针对大型结构件多层多道焊接时因机械加工、装配、热变形、焊道过多、焊缝堆叠等导致的焊接精度及焊接质量难以保证等问题进行分析，认为自动打底和多层多道自动排道技术还存在多项难点亟待突破。最后，从自动打底、焊缝跟踪、多层多道自动排道方面对相关技术的探索进行归纳，预测了多模态深度学习和多传感器融合技术将成为引领焊接机器人发展的关键技术，为大型结构件的智能化焊接提供方向性指导。     

管道全位置自动焊接技术的工艺调试与应用

管道全位置自动焊接技术是近年来在长输管道的施工建设中，出现的新技术之一，国内最先成功应用干西气东输管道工程的焊接作业。我公司于2004年底引进意大利制造的PWT-CWS．02NRT管道全自动根焊系统，和中油管道局研究院开发生产的PAW2000管道全自动外焊机。旨在实现大口径长输管道焊接的全自动化、流水线作业。这将标志着我公司管道施工水平的全面升级，对于提高公司市场竞争力具有重要意义。     

基于旋转电弧传感方式的焊接机器人路径生成方法

介绍了一种空间全位置焊接条件下的焊枪姿态自动规划方法.系统以旋转电弧传感器和工业机器人为平台而采集焊接电流数据,通过对电流处理,提取焊枪的姿态和焊缝的位置信息,据此计算机器人的运动轨迹;使焊枪自动跟踪平滑的三维焊缝,并随焊缝调整焊枪姿态;同时根据不同情况调整焊接参数,在焊缝终点自动结束焊接过程.最后,基于工业机器人的实验数据仿真,验证了所设计方案的可行性和有效性.结果表明:焊枪姿态自动规划方法可以自动跟踪三维焊缝和自动调整参数,且不需要另外附加传感器,使其成本降低和系统的复杂程度简化;焊枪姿态自动规划方法使得生产更加自动化,且前进速度均匀,焊接角度有保证,对提高焊接质量很有益.     

弧焊机器人焊枪姿态的自动规划

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．     

洪水冲击管道模拟实验装置设计与试验修改稿

设计了洪水冲击管道的模拟实验装置,并对管道受力状况进行了试验研究,描绘出了管道在不同裸露程度时管壁沿环向的不同位置与其对应的应力关系曲线,以及不同裸露程度的管道受到不同流速洪水冲击时管道的受力曲线.试验结果表明:水流垂直冲击管壁的地方管壁受力最大,水流方向与管壁相切的地方管壁受力最小;管道受力与水流流速近似成线性关系,全裸露管壁受力近似等于半裸露管壁受力的2倍.     

全位置焊接机器人逆运动学数值求解及轨迹规划方法

针对所设计的新型箱型钢结构现场全位置焊接机器人存在欠自由度和自由度耦合等问题,导出了一种基于实际焊接工艺需求的机器人逆运动学数值解法,解决了采用传统解析法求解机器人逆运动学问题时存在的困难。在数值解的基础上,进一步提出了一种基于递推算法的机器人运动轨迹规划和焊枪空间位姿调整方法,实现了机器人在焊接箱型钢结构直角转角过程中的焊枪空间位姿的平滑过渡和调整。该方法不仅实现了箱型钢全位置焊接的轨迹规划功能,有利于计算机自动求解,而且可有效适应不同型号尺寸的箱型钢结构。     

步进式电弧螺柱焊枪及控制系统的研究

在深入研究电弧螺柱焊过程及传统电弧螺柱焊枪的基础上，提出了一种全新的设计思想，以此研制开发了步进式电弧螺柱焊枪及其控制系统．焊枪的机械结构部分以步进电机为动力机构，以螺旋传动装置为运动机构主体，实现了电弧螺柱焊所需的螺柱运动过程；控制系统以MCS-51单片机为主控元件，实现了对焊枪及焊接过程的控制．螺柱提起高度、送下深度、提起和送下速度等焊接参数的设定由程序控制，减少了人工调整的随机误差；同传统电弧螺柱焊枪相比，此焊枪的参数调节具有相互独立的特性，送下深度可以在更大范围内调整．     

基于模糊PID的焊枪伺服控制系统研究

针对钛及稀有金属真空等离子焊接生产特点和焊接工艺对焊枪位置与速度的高精度要求,提出了基于模糊PID控制策略的焊枪伺服控制系统.该系统由上位计算机、下位PLC、交流伺服控制器、弧压传感器和图像传感器构成,采用模糊PID的控制策略实现对焊枪位置和速度全过程优化控制.系统运行结果表明,采用模糊PID控制算法能够改善焊缝质量,...     

新型拖动小车的设计

在集装箱扫描系统中，为了降低成本，减少土建施工量，缩小设备的占地面积，在保证原有检测通过率情况下，公司新开发了一种全地上自驱动牵引被检测车行走的拖动小车系统．在这次设计中，除了相关的车体结构和辅助件的结构外，我们主要对拖动小车的关键点，行走机构及自动找轮并夹紧的机构做了重点研究和分析．     

基于轮式小车的焊缝视觉信息的获取与跟踪

针对铝合金自动焊接,采用基于视觉的方式,探讨了适合双目视觉传感器的焊缝图像处理与跟踪方法;搭建了基于轮式行走小车的焊缝跟踪与控制平台,开发出一套切合系统的软件跟踪控制策略与软件平台;提出机器指令生成方法,开展基于铝合金对接焊缝非起弧跟踪实验.实验结果表明:跟踪效果良好,能够达到焊枪预期的位置和姿态,为后期小车系统起弧焊接与控制奠定了基础.     

自动焊接中接缝检测跟踪系统的研究

针对焊接过程中焊枪应对准接缝中心位置进行焊接的要求，研究制造了一种能自动检测接缝中心进行实时跟踪的接缝识别系统，此系统利用CCD对图像的高精度传感，通过适当的图像处理方法获得了清晰的焊接区前端图像和精确的接缝中心位置，并计算出焊枪位置与接缝中心位置的偏差。实验结果表明，此系统能稳定可靠地工作，满足使用要求。     

模糊逻辑控制在焊枪位置调整中的应用

设计了适合轮式轨道焊接机器人进行焊枪位置实时调整跟踪的模糊控制器,通过计算机实现了模糊控制功能,并进行了模拟仿真实验和实际的跟踪调整实验.结果表明,该模糊控制器可用于焊枪位置误差的控制过程,有利于提高跟踪精度和保证跟踪的稳定性,具有一定的应用价值.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的实现

探索一种实现超窄间隙焊接的新方法.采用5 mm的坡口间隙,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁送入电弧区,对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升;同时能有效控制电弧的加热区域,保证坡口两侧壁的有效熔合.设计并试验研究焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊枪.导电嘴采用弹簧片作用的双铜板结构,通过建立描述导电嘴在夹紧焊丝时的变形及受力方程,精确设计导电铜板的几何形状,保证其可靠导电性和耐用性.试验表明,焊剂带与电弧的相对位置,以及合适的送焊剂带速度是保证稳定焊接过程的关键.     

天然气管道施工焊接技术的探讨

随着天然气管道施工技术的不断提升，管线的建设和运行对焊接质量、焊接效率和焊接技术水平都提出了更高的要求。由于天然气管道的焊接技术水平直接关系到管线运行期间的工程质量、工程安全和经济效益，我们有必要对天然气管道施工中的焊接技术进行探讨。本文主要介绍了目前天然气管道施工中的手工焊、半自动焊和自动焊焊接技术。     

浅谈管道下向焊接施工技术

<正>1、前言下向焊工艺是从70年代中期开始发展起来的一种手工电弧焊焊接工艺方法,对于长距离大口径金属管道的焊接,采用性能优越、效率高、费用低、环境适应性强的焊接工艺方法是人们努力的目标,较广泛应用的焊接方法有全位置下向焊技术和闪光对接焊技术两类。全位置下向焊技术又分为:①低氢型焊条下向手工焊;②纤维素焊条下向手工焊;③自保护药芯焊丝半自动下向焊;④CO2半自动下向焊。方法①～③得到普遍应用,方法;④在某些工程上得到应用。下向焊主要应用于