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焊接自动化论文摘要范文焊接自动化论文摘要写 机器人焊接自动化是焊接技术发展的一个趋势,目前,国内外大部分实际焊接生产使用的机器人总的来说还是属于第一代或者准二代的“示教-再现”型机器人.这种类型的机器人对于焊接环境的一致性要求异常严格,其焊接路径和相关工艺参数都是需要预先设置的.但是在实际的焊接中常常因为存在变形、变散热、变间隙、变错边、工件加工误差和装配误差等因素造成焊缝位置和尺寸的变化,导致焊缝和示教轨迹有偏差,由于“示教-再现”型机器人对示教轨迹偏差没有适应性,不具备焊缝实时跟踪控制功能,从而最终影响焊缝成形的质量,难以满足企业对焊接制造高质量、高效率的要求,因此限制了它在很多领域的应用.为了克服焊接过程中这些不确定性因素对精密焊接件焊缝质量的影响,迫切需要对焊缝进行实时跟踪来调整机器人的运动轨迹,提高现行焊接机器人的适应性和智能化水平. 在实际的焊接过程中,大部分的焊接工件为空间三维焊缝.在已有的基于被动视觉的焊缝跟踪研究中,视觉系统大多只能准确地获取图像的二维信息,三维重建的方法可以计算出图像中的高度信息,但其计算的精确性和可靠性难以满足实时焊缝跟踪的要求,仅仅依靠视觉技术很难满足机器人在实际生产中对焊接高度方向上的自动跟踪控制要求.在利用视觉传感技术对焊缝进行实时在线跟踪时必须利用其他方法对焊接高度进行实时跟踪控制.本文根据铝合金脉冲GTAW的焊接特点,利用基于视觉及电弧传感的复合传感技术对焊缝进行左右和高度进行纠偏,实现机器人GTAW过程的三维焊缝实时跟踪控制,这对将传统的“示教-再现”型机器人开发成具有一定自主功能的焊接机器人系统,不断扩大机器人焊接自动化技术在国防、航空、化工及电子等部门的应用范围具有重要的理论意义和工程实用价值. 利用视觉和电弧传感技术来对机器人GTAW过程三维焊缝进行实时跟踪控制要解决三个主要问题,一个是准确地获取焊缝的三维信息,这是进行实时焊缝跟踪的前提.另外一个问题是必须找到合适的三维信息处理算法,提取出三维焊缝信息的特征值.最后必须设计合理的焊缝跟踪控制器,使其能够满足机器人GTAW过程对焊缝实时跟踪控制要求. 本文首先研究开发了一套基于视觉及电弧传感技术的机器人三维焊缝跟踪系统,具体包括焊接平台的搭建、视觉及电弧传感器的设计加工、焊接系统的标定、系统控制软件的设计以及焊接工装夹具的设计等. 要对焊缝进行准确的实时跟踪,首先需要获得描述焊缝焊接过程状态中的准确信息.通过对铝合金GTAW焊接实际电弧光谱的分析,自主研制了一套多功能被动视觉传感器.通过分析减光滤光片、电流基值以及采像时刻等参数对获取焊接图像的影响,在仅依靠焊接过程电弧光照明的情况下,实现了铝合金脉冲GTAW过程实时焊接图像清晰地获取.针对已有焊接图像边缘检测方法的不足,提出了一种改进的Canny边缘检测算法,有效改善了不同焊接图像边缘的提取效果,提高了边缘检测的准确性和自适应性.在分析焊接图像特点的基础上,开发了一套完整的图像处理算法.通过焊接实验验证,其焊接图像处理精度可以控制在,0.169mm以内,其精度能很好地满足了机器人GTAW过程实时图像处理的需求. 根据铝合金脉冲GTAW的焊接特点,利用电弧传感器对电弧电压信号进行了有效地采集,并对弧压信号特点进行了仔细分析,提出了一种基于小波包的防脉冲干扰滑动均值去噪处理方法,能有效地去除电弧电压信号中含有的大量脉冲干扰和随机非平稳噪声.在此基础上,准确地提取出了弧压信号的特征值,其处理精度能达到0.273mm.建立了电弧电压和弧长的关系模型U等于3.108h+21.472,并对模型精度进行了实验验证.实验表明,根据弧压与弧长关系模型计算出的弧长与实际焊接弧长有很好的匹配,其最小误差约为0.218mm,其精度完全能够满足后续的机器人焊接高度实时跟踪控制的要求. 通过分析“示教再现”型焊接机器人的纠偏原理和实时焊缝跟踪控制的特点,设计了基于模糊切换的Fuzzy-PID双模复合控制器来对三维焊缝进行跟踪控制.针对不同的焊缝偏差,利用模糊逻辑规则,实现了Fuzzy控制器和PID控制器的无扰切换,最大限度地保证了焊接过程焊缝跟踪的实时性,稳定性和抗干扰性.通过仿真实验表明,基于模糊切换的Fuzzy-PID双模复合控制器具有可靠性好,抗干扰能力强,跟踪能力好的特点,能很好地满足机器人实时焊缝跟踪的要求. 最后,利用本文开发的三维焊缝跟踪焊接系统对多种不同三维曲线焊缝进行了跟踪控制实验,实验结果表明,其左右最大跟踪偏差可以控制在,0.3mm范围之内,高度跟踪误差可以控制在,0.4mm范围内,基本能够满足机器人实际焊接生产的要求. 焊接是现*造业中最为重要的材料成形和加工技术之一,焊接制造技术的发展对我国成为制造强国有着极为重要的意义.对近年我国焊接制造技术中几个主要领域的最新进展进行总结和分析,提出未来焊接制造领域的发展策略建议.由于钢材仍将是未来较长时间占主导地位的基础结构材料,应加强新一代钢材焊接冶金理论的研究及高品质焊接材料的发展,我国是世界最大的电子产品制造国,加强无铅连接材料及无铅封装技术的研究是发展无铅电子技术的唯一途径,以激光束、电子束为代表的高能束流焊接技术可大幅提高焊接生产效率,我国应加强其在装备制造业中的研究和应用,对焊接热过程的数值模拟,可为深入理解焊接过程中的复杂物理现象提供重要的理论依据和基础数据,近年来我国在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了显著进步,应加强应用技术的研究,自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段,应加强其集成应用技术的研究,我国应加强焊接结构完整性评价技术的研究和应用,这是确保焊接结构可靠服役的重要前提. 分析了我国焊接自动化技术发展应用的现状 ,指出焊接自动化技术是先进制造技术的重要组成部分 ,是焊接结构生产技术发展的方向 ,着重就未来我国焊接自动化技术发展趋势提出了展望与思考1 4 . 焊接是现代机械制造业必备的工艺方法,已广泛地应用于汽车制造中,汽车的发动机、变速器、车桥、车架、车身、车厢等六大总成都离不开焊接技术.本文论述了近年来国内汽车行业的发展现状及产品特点,高速的行业发展对焊接工艺提出了更高的要求,尤其是对自动化焊接方法的需求越来越高,焊接自动化技术的发展成为各汽车制造厂广泛关注和研究的课题. 文章分析了我国焊接自动化技术发展应用的现状,指出焊接自动化技术是先进制造技术的重要组成部分,是焊接结构生产技术发展的方向,着重就未来我国焊接自动化技术发展趋势提出了展望与思考. 随着电子技术、计算机微电子信息和自动化技术的发展,进一步推动了焊接自动化技术的发展,特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等技术的引入,促使焊接自动化技术发生了质的变化.本文主要介绍了我国焊接自动化技术的现状及发展趋势. 综述了国内外压力容器制造过程中焊接自动化技术的应用现状,展望了压力容器制造过程中焊接自动化技术的发展趋势和应用前景. 焊接自动化涉及多学科的相关知识,代表着一个国家的科技发展水平,已成为我国焊接界的主要目标.焊缝自动跟踪系统在组成上主要包括焊缝跟踪传感器、跟踪控制系统和执行机构3部分,而其关键是传感器,通过深入研究、对比分析,对当前各种类型的焊接传感器的原理及应用进行了阐述和分析. 目前大多数车企已经开始采用“一个流”的生产模式,如果对发生的故障不能及时地诊断和排除将会对上下游的生产线造成重大的影响.目前大多数白车身自动化焊接生产线采用进口设备,尽管有很多传感器,但是数据无法导出,而大多数故障诊断方法对传感器数据有很强的依赖性,加之生产线愈加成熟,故障的发生并不频繁,因此可用的故障数据相对于可能发生的故障种类来说显得很少,另外它的部分故障具有相关性,传统的故障树方法无法表示这种故障之间的隐含关系.为解决上述问题,本文针对焊接自动化生产线传感器数据获取困难、故障样本不足、故障具有相关性的特点,融合了贝叶斯网络和故障树模型的优点,提出了焊接自动化生产线的融合故障诊断模型和推理模型,并对模型进行了验证,同时基于这个诊断模型对焊接自动化生产线专家系统进行了设计与实现.首先以生产线的结构和工作原理出发,分析了焊接生产线故障的基本特征,研究故障类型和故障原因,找出故障之间的关联关系,建立焊接生产线的故障树模型.然后根据历史故障记录得到故障样本表,使用结构期望最大化学习算法对故障样本进行学习构建贝叶斯网结构.但是由于故障样本的限制,通过学习得到的贝叶斯网络并不完整,而故障树模型虽然相对完整,但是缺乏节点之间隐含的内在关系.接着为了解决这两种模型在对目标系统故障诊断上的不足,本文使用故障树模型中的知识来补全贝叶斯网络中缺失的关系,研究了基于故障树和贝叶斯网络的融合模型.最后将这个融合模型作为故障诊断专家系统的故障推理机,为故障信息、故障原因、维修建议等数据设计相应的存储结构存储在知识库中,设计专家系统的界面和功能模块,实现了焊接自动化生产线的故障诊断专家系统的开发.与普通的贝叶斯网络相比,本文提出的融合模型能够解决普通贝叶斯网络在样本缺失情况下的模型缺陷导致故障诊断的正确率下降的问题,实现了在传感器数据获取困难、故障样本缺失的情况