主办单位:中国焊接协会 中国机械工程学会焊接学会
总    期:第94期 2004 第18期
发行份数:17430份(2004/9/28)
编    辑:晓  晔       瑷  珉  

 

 行业信息      网员介绍   专家视点

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哈尔滨焊接技术培训中心 高级国际焊接质检人员培训班(IWIP-C)招生简章

 

中国焊接培训与资格认证委员会(CANB)在2000年1月份获得国际焊接学会(IIW)正式授权,在我国实行国际统一的焊接培训与资格认证工作以来,哈尔滨焊接技术培训中心作为我国第一家得到授权的培训机构,已在全国各地举办了国际焊接工程师(IWE),国际焊接技师(IWS),国际焊接技士(IWP)各类培训班共计40余期,已培养了IWE、IWS、IWP等各类人员共计2000余名。为全国各行各业培养了具备国际资质的焊接人员,满足了全国各行业与国际竞争、参与国际接轨在焊接人员资质方面的要求。

焊接质量检验工作由于自身的特点,对从业人员有着专门的资质要求。根据IAB-041-02国际焊接质检人员培训规程,并应广大学员和业内企业的迫切需要,我中心决定开办首期高级国际焊接质检人员培训班(IWIP-C),具体实施办法如下:

一、入学条件:

满足下列条件之一即可:

   1、具有国际/欧洲焊接工程师资质。

   2、具有焊接专业大专以上(含大专)学历。

   CANB根据所提交的包含以上内容的申请表进行入学资格审查。满足条件1的学员,免入学考试,直接进入国际焊接质检课程的学习;不满足条件1但满足条件2的学员,须增加焊接技术及国际标准的培训,培训后参加入学考试,考试通过后方可进入国际焊接质检课程的学习。

二、培训内容:

   全课程的培训内容含:

1、  破坏性检验;

2、  非破坏性检验;

3、  质量保证及管理;

4、国际标准及实习。

累计培训及考试时为15天。另外,按条件2报名的学员需增加一周的前期培训。

三、考试及证书:全过程培训结束后,按IWIP考试要求进行考试,经考试合格者颁发高级国际焊接质检人员资格证书。

四、培训时间及地点:

    1、时间: 2004  10 23 日正式开班(累计15天)

2、地点:       哈尔滨焊接技术培训中心     

3、按条件2报名的学员 2004 10 18 日开班

五、费用: 3800 含:(食宿费自理)

1、  报名、资格审查、国际注册费;

2、教材、培训费;

3、最终考试费。

注:按条件2报名的学员学费为 4200 元。

六、具体报名方式:

先将申请表及身份证、资质证、学历证书复印件一式两份(培训报到时提供证书原件)寄到“中心”,由CANB进行资格审查。合格者,我方正式通知学员参加培训,学员同时办理交纳培训费手续。报名从速,本期培训班招生限额15人,以报名先后为序。报名截至日期为1010日,望周知。

七、联系方式:哈尔滨焊接技术培训中心 质检部     地址:哈尔滨市动力区进乡街7  

邮编:150046                    电话:0451-82924006                     传真:0451-82682433

联系人:韩晓东  吕适强   宋红丹

八、汇款方式:

    称:机械工业哈尔滨焊接技术培训中心       开户银行:哈尔滨市工商银行和平支行

    号:3500050109008948095

   哈尔滨焊接技术培训中心)

 

 


成都华远电器设备有限公司


地址:成都市武侯大道铁佛工业区 邮编:610043  电话:028-85012443、85011951、85013964  传真:028-85033444
    网址:www.hwayuan.com    电子邮件:hwayuan@mail.sc.cninfo.net

 
    成都华远电器设备有限公司成立于1993年5月,坐落在成都市武侯区,专业从事各类电弧焊机的研发、生产及销售。公司占地面积一万余平方米。现有员工150余人,其中工程技术人员约占30%。公司拥有完备的生产和品质控制设备,有4条电弧焊机生产线,年产达到电弧焊机8千台套,现已成为中国中西部地区最大的电弧焊机生产基地。 

    产品通过中国质量认证中心“CCC”认证、通过ISO9001国际质量体系认证。中国电焊机标准“GB15579”起草单位。产品出口越南、缅甸、巴基斯坦等东南亚国家和地区。

公司主导产品 
    RSN-1200、1600、2500电弧螺柱焊机(最新产品) ★技术:来源于德国,科技:与世界同步★ 
    MZ-630、1000、1250自动埋弧焊机
    NB-180、200、300抽头式气体保护焊机
    NB-350、500、630KD可控硅整流气体保护、手工焊、碳弧气刨多用途焊机
    NB-350、500K可控硅整流气体保护焊机
    ZX7-315、400、500、630IGBT逆变手工电弧焊机
    ZX5-400、500、630可控硅整流电弧焊机
    WS-315、400、500IGBT手工焊/氩弧焊两用焊机
    WSM-315、400脉冲氩弧焊/手工焊两用焊机
    ZD5-1000、1250埋弧焊、碳弧气刨、手工焊多用途焊接电源



弧焊技术发展现状(下)

清华大学机械工程系  陈强  孙振国

 

3  焊接质量控制智能化

3.1  焊缝自动跟踪

在焊缝自动跟踪方面,传感器提供着系统赖以进行处理和控制所必须的有关焊缝的信息,电弧传感具有其它方法所不可比拟的技术优、成本低的特点电弧传感器的基本原理是从弧长变化所引起的电弧参数的变化中获取电弧扫描时焊矩高度的变化,并根据焊矩与焊缝的几何关系导出焊矩与焊缝的相对位置等被传感量。开发的旋转电弧传感器采用特制的空心电动机旋转扫描焊矩小巧灵活,调节方便,机械振动小,焊矩可达性好,具有较强的适用性和较高性价比。该传感器已成功地检测焊缝焊矩横向与高低方向偏差及焊缝坡口表面轮廓线。

一种基于结构光的视觉传感系统被开发。激光器产生的线结构光投射到工件表面,经反射后由线阵CCD接收。焊缝坡口附近的特征点A-B-C-D-E在线阵CCD上的对应成像为a-b-c-d-e点。经过计算可以描述出焊缝坡口的截面形式和具体尺寸。目前此类系统已在焊缝跟踪、坡口形状与接头形式检测、多道焊排道等方面得到应用。

采用CCD摄像机实时获取焊接区域的视觉图像,通过计算机对视觉图像进行分析和处理,同时从视觉图像信号中提取出焊缝偏差和弧长信息,从而建立了一种精密脉冲TIG焊焊接系统。通过选用合适波长的滤光片和合理的摄像机拍摄时刻,系统可以获得清晰的焊缝视觉图像。视觉图像中同时反映了熔池、焊道、电弧及钨极的成像等焊接信息。经过图像处理后,对三者的空间相对位置进行解耦运算,可以分别得到熔池中心(弧斑)与焊缝中心的偏差及弧长信息。该系统成功应用于由厚度为0.33mm3mm×4mm矩形管螺旋盘绕而成的液体火箭发动机尾喷管缩比件的精密焊接,取得了较好的工艺效果。

3.2  熔滴过渡控制

GMAW焊接时在熔滴的电弧根部形成能够发射弧光的金属蒸汽源,当缩颈破裂之后,覆盖整个熔滴根部的弧光立即熄灭,跳到焊丝的新顶端,这大大减小了电弧发射光通量。熔滴过渡后,弧光通量增加。基于这一现象,检测脉冲GMAW焊接过程中电弧光通量的改变,来检测熔滴过渡,在此基础上可实现了“一脉一滴”控制。

ZhangY.M.研究了MIG焊熔滴受激过渡的控制方法。通过峰值电流向基值电流的快速切换来激励熔滴的分离,随即监测熔滴的运动,在检测到熔滴下端具有快速与熔池接近的趋势时,迅速将焊接电流由基值切换至峰值,使熔滴在下向动量及强电磁收缩力的作用下脱离焊丝端部,由于利用了熔滴向下运动的动量,因而无需传统脉冲MIG焊接方法中迫使熔滴脱离焊丝的大电流,避免了焊接过程中熔滴随机过渡现象的出现。

短路CO2焊接熔滴形状及尺寸是影响焊接工艺性能和焊缝质量的重要因素。为了分析影响熔滴尺寸的因素和规律,了解熔滴控制效果,建立了以He-Ne激光器为背光照明的熔滴高速摄像研究系统。高速摄像机以每秒955帧的速度,每次连续拍摄8000帧熔滴图像。通过对熔滴尺寸与电弧信号相关参数的动态分析,发现短路前熔滴体积及燃弧能量的随机性分布是造成熔滴尺寸不均匀分布的重要原因,而熔滴尺寸与其对应的再燃弧电压有着良好的相关性。在此基础上,确定了将再燃弧能量作为逐个熔滴尺寸控制的反馈量,通过控制燃弧能量,来实现熔滴尺寸闭环控制的方案,取得了较好的控制效果。

3.3  焊缝成形控制

山东大学建立了基于CCD摄像机的脉冲TIG焊接熔池几何参数计算机视觉信息检测系统,从试件正面采集到比较清晰的熔池区图像信号,从而检测出熔池的熔宽、熔池半长、熔池后部面积、熔池后拖角等几何参数。

R.Kovacevic等开发了一个基于视觉传感与控制的TIG全熔透焊焊缝熔合状态闭环控制系统,该系统采用CCD摄像机从焊缝正面获取熔池图像,借助图像信号处理算法和模糊神经模型测量、预测正面及背面熔宽信息,从而控制焊缝熔合状态。

英国的J.S.SmithJ.Lucas等采用计算机视觉传感技术在脉冲TIG焊的焊道面积跟踪、焊道轮廓检测、多道焊排道、窄间隙焊等方面开展了大量的研究工作。1991年开发成功正面焊道面积控制系统,该系统采用CCD摄像机在电弧电流的在基值的3 ms的间隔期间获取焊道视觉图像,经计算机处理得出实际焊道面积与目标焊道面积达偏差信息,通过调节脉冲电流时间来控制正面焊道面积。

通过周期性的减少MIG焊的焊接电流,在小电流期间摄取熔池图像,排除了弧光干扰,获得了清晰的熔池图像。从图像中可以直接提取熔池宽度,实时的调节焊接电流,从而控制焊接熔深。

TIGMIG焊的视觉图像检测相比,CO2焊熔池信息的视觉检测相对困难一些,必须解决摄像机的固定工作时序与短路发生的随机性之间的矛盾,避开电弧闪烁和飞溅、烟尘的干扰问题。在熔滴短路阶段弧光及飞溅的干扰较小,是获取熔池图像的最佳时期,为此研制了CO2焊短路熔池视觉图像传感系统,并设了专门的摄像机开始及结束时刻的同步逻辑控制电路。经过图像处理可以提取出熔池面积、熔池长度、熔池宽度及熔池轮廓曲线等焊接过程信息,建立了熔池几何参数与焊接规范参数的对应关系,为实现CO2焊视觉传感与质量控制奠定了基础。

 

3.4 小结

通过上面的例子可以发现,视觉传感以其灵敏度和测量精度高、动态响应特性好、信息丰富、抗电场和强磁场干扰能力强、与工件无接触等优点,逐步取代传统的电弧式、机械式等传感方式,在焊接质量控制中发挥越来越重要的作用。事实上,熟练的焊工在焊接过程中也主要通过视觉信息来完成相关的焊接操作与控制。因而,借助于视觉图像和人工智能处理技术的焊接过程的自动控制或智能控制是未来发展的必然趋势。与此同时降低视觉系统的成本、提高大容量视觉信息的处理速度、实现多信息融合与高精度的算法是急需解决的技术关键。

4.焊接生产机器人化

目前应用广泛的焊接机器人大多属于示教再现型机器人,操作者通过示教盒在直角坐标系和极坐标系中移动机器人各关节,使焊矩沿焊接轨迹运动,在焊矩路径上记录示教的位置、焊矩姿态、运动参数和工艺参数,并生成一个连续执行全部操作的示教程序。此类机器人不适合在太空、深海、放射性环境等特殊环境下自主作业,不具备对工件装配误差、焊接过程中的热变形等环境和对工作对象变化自适应能力。新一代的具有视觉传感功能的,能够自动制订运动轨迹、焊矩姿态和焊矩参数的智能机器人成为未来的发展方向。

一套基于双目立体视觉的机器人路径规划系统被开发,该系统将双目摄像机安装在机器人的末端执行器上,使其能跟随焊枪沿焊缝走向一起移动,采用自然光作为视觉系统的光源。经典的计算机三维视觉重构采用两个图像平面上特征点匹配法确定对象的三维坐标,对于焊缝来说,坡口边缘内外不存在明确的特征点,所以无法使用特征点匹配法。针对在局部图像窗口中,焊缝可以近似为直线段的特点,作者设计了一种简化的特征匹配算法来计算焊缝三维坐标,并通过人工神经网络提高了精度和速度。该系统可以实现对直线和曲线焊缝的路径规划。

    焊缝空间位置的检测与焊矩姿态的规划是影响机器人全位置自动焊接质量的重要因素。在研制开发成功的焊矩位置和焊矩姿态自动识别调整系统中,利用分形理论有效地排除了飞溅、锈斑等因素的干扰,结合数学物理模型,较经典的边缘检测算法在速度和精度上都有了很大的提高,实现了对任意焊缝的三维空间描述。同时,借助于大量实验得出不同焊矩姿态对应的焊接规范数据库,使得机器人在任意空间位置焊接时,保持最优的焊矩姿态及焊矩规范参数,保证全位置焊接中焊缝成形的稳定、美观。

    对于诸如马鞍型焊缝的复杂工件的机器人焊接,焊缝形状、焊接位置和各示教点的过渡情况对焊接质量有很大的影响,必须保证运动轨迹、焊枪姿态和各点焊接参数的合理匹配。传统的在线示教编程和机器人语言编程技术以无法很好的满足实际需要,因而离线编程技术的研究对弧焊机器人的推广应用具有更重要的意义。所谓的机器人离线编程就是通过建立机器人及其环境物的几何模型,以机器人编程语言描述机器人任务,通过推理获取机器人作业所需的各种参数,然后对编程的结果进行三维图形动画仿真,离线调试机器人程序的正确性,最后生成机器人控制所需的各种实际控制参数。文献针对弧焊机器人,在CADMARC-WORLD的基础上进行二次开发,对工件特征提取及几何建模、空间焊缝姿态规划、焊接参数规划、机器人程序自动生产、机器人图形仿真和通讯进行了初步研究。设计的弧焊机器人离线编程系统,采用视觉方法进行实时焊缝跟踪,既保证了离线编程结果的可用性,同时可用多边形逼近的方法来简化工件的模型,从而降低了对工件坡口和装配精度的要求,改善了弧焊机器人的易用性和实用性。建立了一种由建模器、任务编辑器、任务规划器和机器人运动仿真等基本模块组成的弧焊机器人任务级离线编程系统,提高了离线编程的工作效率。建立了一个具有特征建模和无碰撞路径规划功能的机器人弧焊CAD/CAM系统,可以实现几何造型、焊接参数规划、焊接路径规划、图形仿真、约束检查、程序编辑和传感修正等功能,显著的提高了编程效率和编程质量。

DenebRotisy 等商业化的机器人仿真软件为基础,通过对机器人工作单元、工件、工装夹具、车间环境的三维建模,可以很方便的进行虚拟环境下的焊接机器人运动学、动力学、运动轨迹、路径规划、焊枪姿态、环境约束等问题的仿真研究,有效地提高了以焊接机器人为核心的生产线的规划、设计和试验的效率。清华大学为用户建立的 “轿车车身机器人装焊生产线”、“高速、轻轨列车钢结构机器人装焊生产线”及“球底焊接机器人系统”三维实体模型。

当前焊接机器人的应用多局限于结构化环境中,而在一些非结构化环境如大型球罐制造、长输油管道焊接及水电站水轮机叶片修复等野外作业中,传统的固定式机器人已无法满足要求,开发适合于特殊非结构化工作环境的特种机器人成为机器人工业应用研究的重要发展方向。清华大学和北京石油化工学院合作研制成功一种新型智能全位置球罐焊接机器人。该机器人主要由磁吸式全位置行走机构、CCD光电轨迹跟踪系统与接触式高度跟踪系统、焊枪摆动机构、微机智能控制系统等组成。机器人自重20kg,载重50~70kg;有四个自由度,可以在球罐表面的各种空间位置完成前进、后退、拐弯等运行方式;视觉系统检测精度可达±0.5mm;机器人焊缝跟踪精度可达±0.5mm,运行速度为0.5~5m/min。清华大学与中石油管道局合作开发的长输管线环缝全位置自动焊接机器人,该机器人通过定位轨道沿环缝运动,除完成一般的焊接作业外,还具有焊接规划参数及其相关控制参数的离线编程和焊接过程监测等功能。

    与普通的搬运、点焊、装配等定点操作的机器人相比,弧焊机器人对末端执行器(焊枪)的运动轨迹要求有严格的精度,空间位置焊接时的焊枪姿态及焊接规范在整个轨迹上都需要连续调整。为此,焊接机器人应该有配套的视觉系统、专家系统等控制单元,来克服因装配、变形等因素引起的位置和精度误差,以实现真正的高质量的自动化焊接生产。在焊接自动化的发展过程中,还应该清醒地认识到:实现焊接机器人化的前提条件是下料、工装等配套工序的作业精度必须严格控制在允许的范围内,至少目前机器人作业还难以达到或超过高级焊工的水平,各种研究和开发工作的开展正是为了努力实现这一目标。

5 结束语

社会的进步对制造加工技术不断提出新的要求,计算机视觉、人工智能、机器人等新兴学科的飞速发展为传统制造业的技术进步提供了很好的基础。随着与现代高科技相互交叉渗透,生产过程自动化中的主要发展趋势体现在高效化、智能化、数字化和机器人化等方面,弧焊工艺及设备也不例外。本文综述的内容只是其中很少一部分,希望能够起到促进交流,共同提高的作用。

(完)

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