焊接是制约液压支架结构件整体制造效率提升的瓶颈工序,提高机器人焊接效率意义重大。研究φ1.6 mm焊丝机器人焊接在不同焊接参数下的焊缝成形和电弧形态、接头力学性能试验和疲劳寿命试验。结果表明:机器人采用φ1.6 mm焊丝在焊接电流500~540 A时电弧射流过渡形式明显,熔池稳定性高,焊缝成形良好,焊接接头各项力学性能均能满足要求;当电流增大到580 A时,电弧出现旋转射流过渡,电弧飘浮不定,飞溅增多,余高过高,不利于焊缝成形,焊缝熔合线较差,接头弯曲可能会开裂;机器人采用φ1.6 mm焊丝在焊接电流500~540 A时具有较高的疲劳寿命,相比φ1.2 mm焊丝焊接效率可提升50%以上。

为解决自动焊接机器人系统在采煤机滚筒焊接过程中出现的滚筒姿态不确定的问题,设计一种调心定位装置对滚筒进行准确定位,此装置的研发是焊接机器人系统中的一项关键技术。其中,液压系统是装置稳定运行的关键,为了验证定位装置液压系统设计的可行性,利用Amesim仿真软件对其进行建模仿真,通过仿真分析,该液压系统的设计符合要求,具有一定的合理性与实用性。

研究了SolidWorks环境下弧焊机器人的虚拟示教技术。利用SotidWorks对焊接机器人实体建模，应用Visual C＋＋开发了弧焊机器人虚拟示教系统韵主要模块和基本框架。该系统能够为用户提供具有良好临场感的三维虚拟环境，有利于弧焊机器人在生产实际中的应用和推广。

斗杆作为挖掘装载机挖掘部分的关键零部件,其与挖臂、挖斗以及液压缸等相连,属于长臂类零件,结构特点是铰接孔多,且铰接孔间有一定的同轴度和平行度要求。其加工工艺直接影响产品的生产效率和产品质量。本文从点焊工装和镗工装的设计、以及焊接机器人的使用等方面介绍一种先进的斗杆加工工艺。

研究了2 mm厚铝合金薄板脉冲钨极惰性气体保护焊(GTAW)焊接过程中的熔池前端焊缝特征,设计了相应的焊缝边缘获取方法,基于此提出了一种实时焊缝跟踪方法,并设计了模糊PID控制器.结果表明将提出的实时焊缝跟踪技术分别在平板对接直缝试件、法兰环缝试件上进行试验,跟踪精度分别可以控制在±0.3 mm和±0.35 mm之内.

针对目前焊接系统自动化程度低、控制方式单一等特点，介绍了一种采用旋转电弧传感器的移动焊接机器人系统，给出了相关部分的原理和结构；针对该机器人，设计了含多种控制方法的混合控制器。整个系统采用模糊控制、PI控制、bang-bang控制相结合的方法，对控制策略进行了分析，通过实验论证了系统整体的性能。

焊接机器人可大大改善工人劳动条件、提高生产效率,其特征工艺参数的合理选择是确保焊缝成形质量的关键。分析了焊接机器人焊接过程中关键特征工艺参数对焊接质量的影响,并对各种工艺参数的预测方法及其特点进行了分析和综述。对焊接机器人特征参数预测方法的发展趋势进行了展望,提出了未来的研究方向。

焊接机器人工作中不可避免地产生电弧力,一定程度上影响了焊接稳定性。针对这一问题,首先在SolidWorks中搭建3R焊接机器人模型进行仿真,分析焊枪在焊接工作中受电弧力的影响来揭示其焊接过程的动力学特性,探索末端焊枪作业稳定性与焊接区电弧力之间响应关系,并结合复杂多变的工况,选取多组不同大小、性质和频率的电弧力进行分类仿真,找到不同的干扰电弧力与焊枪运动稳定性之间的关联。研究表明:不同大小、不同性质和不同频率的电弧力对焊枪的扰动均存在一定规律,且频率的改变尤为突出;通过进一步频率的细化分析,发现当焊接电源频率趋于20 Hz时,焊枪抖振异常剧烈,发生共振现象。研究结论为避免焊枪异常共振提供了一定的参考。

机构回转副在运行一段时间后,由于磨损必然会导致配合间隙增大,从而加剧系统动力学性能恶化,导致焊枪末端偏离理论焊接位置,焊接精度降低直至失效。为了研究回转副间隙对机械臂末端位姿的影响程度,建立了机械臂回转副间隙数学模型,采用SolidWorks软件建立焊接机械臂虚拟样机,分别对有无回转副间隙机械臂进行运动仿真分析,获得了机器人焊接过程中铰接轴的运动特性。研究结果表明,含回转副间隙机械臂的铰接轴线速度和线位移存在一定程度的波动,对焊接机械臂末端位姿有影响,降低了焊接机器人的运动稳定性与焊接精度。

对焊接机器人进行能量和动力学分析，以探索能量消耗与参数之间的定量关系。建立了简化的能量损耗数学模型，并运用数学方法对该模型进行分析。结合生产案例，运用正交试验法确定最优参数，并应用ROBOGUlDE软件对机器人的焊接过程进行仿真。结果表明，采用正交试验法确定的焊接参数，可以使机器人节省16％的耗电量，并使功率、力矩及速度曲线平滑。该优化方法方便快捷，适用于工业生产领域里焊接机器人的能量优化。