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铝合金MIG焊正面熔池图像视觉传感与处理

建立了铝合金脉冲MIG焊熔池图像检测CCD视觉传感系统。应用窄带滤光的方法成功地解决了强弧光干扰 ,通过大量试验 ,在获取清晰焊接熔池区  (本文共4页) 阅读全文>>

兰州理工大学
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铝合金脉冲MIG机器人焊接智能控制系统研究

近年来,随着汽车、列车等运输装置向轻量化发展,铝合金焊接结构生产的自动化、智能化和信息化成为日益重要的研究课题,本文针对其中的一些关键问题进行了深入研究。弧焊机器人用数控焊接变位机的研制对弧焊机器人柔性加工单元(WFMC)的设计具有重要的意义。本文设计了基于模糊规则的智能双模协调控制器,即采用PID控制器和模糊控制器的加权合成算法,控制过程中模糊控制器和PID控制器同时输出控制量,当控制误差较大时模糊控制器的输出权重较大,而当控制误差较小时PID控制器的输出权重较大,有效避免了变结构控制器切换过程中的震荡,实现了焊接变位机的高精度位置控制。论文对实时控制软件的结构设计和实时性要求进行了详细的理论分析,提出了基于DOS系统下的高精度数控焊接变位机多任务实时控制软件的设计与实现方法。利用工业控制计算机和单片机实现了示教盒、操纵杆和计算机键盘等三种示教装置,同时设计了一套包括程序控制指令、轨迹描述指令和I/O通讯指令的数控焊接变位机控...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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基于视觉传感的铝合金机器人脉冲MIG焊工艺研究及熔池动态模型辨识

随着铝合金在交通运输、航空航天等行业的广泛应用,铝合金机器人MIG焊技术在这些领域的应用日趋普遍。为提高生产效率,解决焊接结构质量稳定性的问题,有必要对铝合金机器人MIG焊接自动控制技术进行深入研究。近年来,针对碳钢脉冲TIG焊过程的控制问题,科研人员进行了广泛的研究,一些成果已成功应用于生产领域。但对于铝合金材料,不仅TIG焊过程控制的研究很少,针对机器人焊接领域普遍采用的脉冲MIG焊过程自动控制的研究几乎为空白。这是因为一方面铝合金表面反射全波段可见光,熔池与母材金属的灰度对比度很低,且MIG焊时电流较大,弧光干扰强烈,普通的光学传感器无法获取铝合金焊接熔池区域的图像,导致基于视觉传感的铝合金熔池信息检测过程失败;另一方面焊接熔池动态变化过程是一个具有强非线性、多变量耦合作用以及存在大量随机不确定性因素的高度复杂过程,因此很难得到熔池动态特征的解析数学模型,使得铝合金脉冲MIG焊接熔池的动态过程建模成为焊接界和控制界的一大难...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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铝合金MIG焊熔池视觉信息检测及处理系统

在材料和结构因素确定之后,焊接产品(或结构)的弧焊质量则完全依赖于焊接过程中熔池的熔化和凝固,因此熔池熔化状态的控制是弧焊质量控制的核心问题;该问题可以通过实时反馈控制熔池熔化状态和熔化位置这两项关键技术来解决,而解决这两项关键技术的前提是如何解决好熔池熔化状态和熔化位置的实时传感问题。近年来,针对碳钢脉冲GTAW过程的控制问题,焊接工作者进行了广泛而深入的研究,并在生产中得到初步应用。对于铝合金GTAW焊过程控制的研究还较少,铝合金脉冲GMAW焊过程控制的研究几乎为空白,这是因为铝合金表面反射全波段可见光,熔池与母材金属的灰度对比度很低,且MIG焊时电流较大,弧光强烈,普通的光学传感器无法获取铝合金焊接熔池区域的图像,导致控制过程失败。本文针对铝合金脉冲GMAW焊的熔池视觉图像检测及处理系统,从以下几个方面进行了研究:首先采用图像传感的方法获得清晰的熔池图像;然后通过图像处理获得反映熔池形状特征的参数,为以后建模和焊接过程控制...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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铝合金MIG焊过程MIMO模型辨识及控制系统仿真

近年来,随着汽车、列车等运输工具向轻量化发展,对铝合金的需求越来越大,也对铝合金焊接结构生产的自动化、智能化要求日益增高。而铝合金焊接的特殊性以及目前的示教再现型焊接机器人较低的适应能力,严重制约了焊接机器人在铝合金焊接中的应用。为了克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响,提高焊接机器人作业的智能化水平和工作的可靠性,要求焊接机器人系统能够实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制。基于视觉传感的焊接过程传感与多变量控制是未来最有发展前途的焊接过程控制方法之一。本文采用了铝合金焊接区图像视觉检测系统,通过窄带滤光结构,有效地克服了弧光干扰,并获得了比较清晰的铝合金MIG焊焊接区图像。通过分析铝合金MIG焊焊接区图像特征,在形态学方法提取熔池宽度算法的基础上,提出了焊接干伸长特征的图像提取算法。通过熔宽提取算法和焊接干伸长提取算法,能获得稳定可靠的熔宽和干伸长值。介绍了铝合金MIG焊焊接电流占空比、基值电流、峰值电流...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

《南京理工大学学报(自然科学版)》2005年05期
南京理工大学学报(自然科学版)

无熔深堆焊铜熔池图像视觉检测方法研究

在分析了视觉法检测熔池的取像机理和钨极氩弧焊(TIG焊)电弧光谱的基础上,提出了近红外波段取像铜熔池的思路,并设计出基于不同取像机理的多种复合窄带滤光系统。采用普通电荷...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械工程学报》2019年23期
机械工程学报

基于焊枪与熔池耦合模型的焊工调控行为研究

模拟解析有经验高级焊工焊接行为并实现抽象焊接行为的程序化无疑是快速发展机器人智能化焊接的优选路径之一。而同步传感测量焊工焊枪姿态和熔池状态是实现焊接行为程序化的关键。针对现有焊枪姿态和熔池特征测量系统的独立性及焊工与熔池交互过程的同步耦合分析需求,建立了传感器-万向节-焊枪钨极尖端三坐标系间的数学转换模型和熔池与焊枪钨极尖端运动坐标的双向耦合模型。通过预设机器人焊枪姿态摆动试验验证了双...  (本文共7页) 阅读全文>>