基于精密线激光传感器的中厚板坡口测量技术研究
4730-2005探伤标准
刻度的 80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有 80dB 以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于 2dB，
其精度为任意相邻 12dB 的误差在±1dB 以内，最大累计误差不超过 1dB。水平线性误差不大于 1%，
垂直线性误差不大于 5%。其余指标应符合 JB/T 10061 的规定。
3.2.2.2 探头
b) 根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查。
4.1.6 缺陷的测定与记录
4.1.6.1 在检测过程中，发现下列三种情况之一即作为缺陷: a) 缺陷第一次反射波(E)波高大于或等于满刻度的 50%，即 F1>50%。 b) 当底面第一次反射波(B1)波高未达到满刻度，此时，缺陷第一次反射波(E)波高与底面第一
校准、复核和对仪器进行线性检测时，任何影响仪器线性的控制器(如抑制或滤波开关等)都应 放在“关”的位置或处于最低水平上。 3.5 试块 3.5.1 标准试块 3.5.1.1 标准试块是指本部分规定的用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块，本部分采用的 标准试块有:
a) 钢板用标准试块:CBⅠ、CBⅡ； b) 锻件用标准试块:CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ； c) 焊接接头用标准试块:CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA。 3.5.1.2 标准试块应采用与被检工件声学性能相同或近似的材料制成，该材料用直探头检测时，不 得有大于或等于φ2mm 平底孔当量直径的缺陷。 3.5.1.3 标准试块尺寸精度应符合本部分的要求，并应经计量部门检定合格。 3.5.1.4 标准试块的其他制造要求应符合 JB/T 10063 和 JB/T 7913 的规定。 3.5.2 对比试块 3.5.2.1 对比试块是指用于检测校准的试块。 3.5.2.2 对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。如 果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。 3.5.2.3 对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合本部分的规定。
瞬时液相扩散焊技术的研究进展
瞬时液相扩散焊技术的研究进展王磊;俞建荣;董晓慧;杨德宇;王岚【摘要】介绍了瞬时液相扩散焊焊接原理，采用二相图对其焊接过程进行了模拟，讨论了瞬时液相扩散焊连接技术的优缺点。
分析了焊接中间层的选择、焊接压力、焊接温度以及焊接时间等焊接因素对焊接品质的影响。
综述了国内外瞬时液相连焊技术的理论研究、焊接影响因素研究以及焊接设备研究状况，并根据瞬时液相扩散焊研究现状对该技术的未来发展进行了展望。
%The welding principle of transient liquid phase diffusion bonding is briefly introduced, at the same time, the welding process is simulated with two phase diagram, its advantages and disadvantages are discussed and the welding factors which have influenceon the welding quality, such as the choice of the interlayer, welding pressure,welding temperature and welding time,are an-alyzed during the welding process. This paper also researches on its technology and theory at home, which have influence on its weldabilityand welding equipment. Furthermore,the future development is prospected according to its current situation.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P7-9)【关键词】瞬时液相扩散焊;中间层;原理;研究状况【作者】王磊;俞建荣;董晓慧;杨德宇;王岚【作者单位】北京化工大学机电工程学院，北京100029;北京石油化工学院机械工程学院，北京102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京102617;北京化工大学机电工程学院，北京100029;北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100022【正文语种】中文【中图分类】TG44近年来随着高新技术的发展，对新材料的需求越来越高，在现代材料结构中，不仅需要对大量同种材料进行焊接，有时也需要对异种金属材料进行焊接。
2014哈工大机电学院硕士研究生入学考试复试大纲
机电工程学院2013\2014年硕士研究生入学考试复试大纲适用学科：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、航空宇航制造工程一、复试要求：统考生须参加复试。
要求考生系统深入地掌握所学过的每一门基础课和技术基础课的基本知识，基本理论和基本设计计算方法，并能灵活运用，具有运用这些知识分析问题和解决问题的能力。
二、复试分数与录取复试由笔试和面试两部分组成，共280分，其中笔试200分，面试80分，笔试和复试都单独设定合格线，低于合格线的考生将失去被录取的资格。
合格线以上的考生最后按初试4门科目成绩+复试成绩的排序进行录取，推免生的初试成绩按本学科统考生初试成绩的最高分计算。
三、复试笔试内容大学物理、理论力学、材料力学、电工技术、电子技术、金属工艺学、计算机原理、自动控制原理、测试技术与仪器、机械制造技术基础11门课程为一张试卷，考生根据自己情况任选其中六门答题，每门33.3分，合计200分。
多答科目者，只取高分数的六门成绩之和。
1）大学物理部分a．机械运动的描述：物质和运动、时间和空间、质点和刚体、参考系和坐标系等基本概念，质点和刚体运动的描述，相对运动。
b．动量和动量守恒：惯性和质量，动量和动量守恒定律，动量的时间变化率，动量定理，非惯性系和惯性系，动量守恒。
c．角动量和角动量守恒：角动量和角动量守恒定律，质点系角动量，转动惯量，角动量的时间变化率，转动定律，角动量定理，质点系角动量守恒定律。
d．能量和能量守恒：动能，功，动能定理，势能，机械能守恒定律，能量守恒。
e．机械振动：简谐振动，阻尼振动，受迫振动，共振，振动的合成，振动的分解，傅立叶变换，两自由度振动。
f．机械波：平面简谐行波，波的干涉，驻波，波包，群速，多普勒效应。
g．相对论：狭义相对论的基本假设，狭义相对论运动学，狭义相对论动力学。
h．静电场：电荷，库仑定律，静电场的场强，高斯定理，静电场的环路定理和电势，静电场中的导体，电容，静电场中的电介质，静电场的能量。
机器人研究论文
绪论经过一学期的机械工程导论课程学习，从对机械概念模糊无知到对机械学科有了一定的了解，认识到机械的无所不在和其无与伦比的魅力。
老师在课上授予我的知识和其对机械的经验总结，给予了我很大的启发，对我有很大的影响，使我认识到了自己在机械领域的兴趣和方向。
这次对机器人的研究更是让我被机械的博大精深所折服。
机器人随着社会的发展，社会分工越来越细，尤其在现代化的大生产中，有的人每天就只管拧同一个部位的一个螺母，有的人整天就是接一个线头，就像电影《摩登时代》中演示的那样，人们感到自己在不断异化，各种职业病开始产生。
于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作。
于是人们研制出了机器人，代替人完成那些枯燥、单调、危险的工作。
1910年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik(波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。
这便表明了人们发明机器人最初的目的仅仅是去干一些比较单一简单的工作。
但是随着社会发展和科学的进步，人们对机器人的功能有了更大的需求，1911年，美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。
它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。
但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
从此以后人们开始真正考虑机器人的智能化，怎样利用机器人将人们从劳动中更大程度的解放出来。
但是人们却开始担心机器人会不会脱离人的控制，对人类社会产生巨大危害。
此时艾西莫夫提出了机器人三定律：∙第一法则：机器人不得伤害人类，且确保人类不受伤害；∙第二法则：在不违背第一法则的前提下，机器人必须服从人类的命令；∙第三法则：在不违背第一及第二法则的前提下，机器人必须保护自己。
现在“三定律”成为机械伦理学的基础，这便说明了机器人智能化还是有一定的潜在危机可能，但是机器人的研究还是一直处于快速发展当中，所以机器人智能化，普及化也是历史发展的必然和未来社会发展的要求。
《激光焊接工艺》课件
硬度检测
对焊缝进行拉伸、弯曲、冲击等试验，检 测其力学性能。
通过硬度计测量焊缝及热影响区的硬度， 判断材料的冶金状态。
焊接质量的控制措施与标准
控制焊接参数
选择合适的激光功率、焊接速度、光斑直径 等参数，确保焊接质量稳定。
控制母材与填充材料
确保母材与填充材料的冶金性能符合要求， 减少杂质与气体含量。
《激光焊接工艺》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 激光焊接技术概述 • 激光焊接设备与材料 • 激光焊接工艺参数 • 激光焊接质量检测与控制 • 激光焊接技术的发展趋势与展望
01
激光焊接技术概述
激光焊接技术的定义
激光焊接技术是一种利用高能激光束 照射在材料表面，使材料熔化、冷却 并形成连接的工艺方法。
。
01
激光焊接设备与材 料
激光焊接设备的种类与特点
脉冲激光焊接机
适用于薄板、有色金属的精密焊接，具有能 量集中、热影响区小等特点。
光纤激光焊接机
具有光束质量好、聚焦光斑小、能量密度高 等特点，广泛应用于各种材料的焊接。
连续激光焊接机
适用于厚板、高熔点金属的焊接，具有焊接 速度快、深宽比大等特点。
通过添加填充金属丝，提高焊接质量和效率。
3
激光复合焊接技术
结合激光焊接和电弧焊接的优势，实现高效、高 质量的焊接。
激光焊接技术的未来发展方向
智能化控制
利用先进的传感器和控制系统，实现激光焊接过程的 智能控制。
高能束流加工技术
结合激光、电子束和离子束等高能束流加工技术，提 高加工效率和精度。
新型激光器研发
焊接机器人智能化技术研究现状与展望
焊接机器人智能化技术研究现状与展望摘要：焊接机器人主要是从事焊接、切割、热喷涂等工艺的工业机器人，近年来，工业快速发展，带动了工业机器人的发展，焊接机器人的数量占工业机器人的40%，2020年焊接机器人的市场规模超过150亿元。
然而，与国外焊接机器人相比，我国焊接机器人的自动化水平、可靠性、稳定性还存在一定的差距，导致我国焊接机器人水平偏低。
通过探讨焊接机器人传感技术、焊缝跟踪技术、焊接路径规划技术与焊缝成形质量控制技术等关键智能化技术研究现状及当前焊接机器人面临的问题，对未来焊接机器人的发展前景进行分析，希望促进我国焊接机器人智能化发展。
关键词：焊接机器人；智能化技术；传感技术焊接被誉为“工业裁缝”，是工业生产重要的环节。
由于焊接工作环境恶劣，面临焊接烟尘、弧光、金属飞溅等情况，增加了焊接的危险性。
随着计算机技术、数控技术、电力电子技术、传感技术以及机器人技术的发展，促进了自动焊接机器人，自从上个世纪六十年代开始，焊接机器人开始应用在工业领域。
与人工焊接相比，焊接机器人通过控制系统可以控制焊接电流、电压、焊接速度、焊接伸缩长度等相关参数，降低焊接操作技术要求，提高焊接质量，保证焊接的一致性。
焊接机器人改善了焊工的劳动环境，让焊接工人远离弧光、烟雾和飞溅，缩短了工业产品更新周期，减少了企业的成本。
因此，焊接机器人广泛应用在船舶制造、航天、汽车、电子设备等制造领域，取得了良好的经济效益和社会效益。
根据《中国制造2025》提出，将大力发展智能装备、智能产品，推动生产过程智能化，培育新型生产方式，促进中国制造向中国智造方向发展[1]。
1焊接机器人概述1.1焊接机器人构成焊接机器人集计算机技术、电子技术、传感技术、控制技术以及人工智能技术为一体的自动化设备。
焊接机器人主要由执行系统、控制系统、动力系统、传递设备系统等构成。
执行系统主要负责焊接任务，主要负责传递力或力矩并执行具体动作的机械结构，包括机器人的手、机身、臂等部分；控制系统主要根据焊接任务要求，让机器人的执行元件按照规定的程序和焊接轨迹进行作业，并在规定的动作完成电焊、喷涂、切割等作业的计算机系统；动力系统主要负责为焊接机器人提供动力，主要以液压系统和电动系统为主；传感系统是焊接机器人的关键系统，主要负责监测焊接过程的焊缝边缘、宽度、焊缝等相关参数，并将焊接机器人执行情况反馈给控制系统，如果出现焊接缺陷，则系统会发出警告信息，执行系统对焊接任务进行修正。
机器视觉在焊接熔池实时检测与参数测定中应用【文献综述】
毕业设计开题报告电气工程及其自动化机器视觉在焊接熔池实时检测与参数测定中应用1前言部分机械制造业作为我国国民经济的支柱产业，决定了我国的工业生产能力和水平，焊接作为制造业中总要的加工方法之一，更是有着举足轻重的作用。
随着科技水平的进步，人们对焊接质量的要求也越来越高。
而人工焊接时，由于受到技术水平、疲劳程度、责任心、生理极限等客观和主观因素的应影响，难以较长时间保持焊接工作的稳定性和一致性。
而且，由于焊接恶劣的工作条件，愿意从事手工焊接的人在减少，熟练的技术工人更有短缺的趋势。
另一方面，电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程的自动化提供了有利的条件，并已渗透到焊接的各个领域。
以往焊接质量主要是通过两种手段来保障。
焊前根据工件、材料、性能要求等制订合理的焊接工艺，但是焊接过程存在的时变性使得质量无法得到严格保证。
焊后可以进行质量检验，对不合格的焊缝，返修或者清理之后再重新焊接来保证焊缝质量，但这种检验方法费时又费力，况且某些焊接产品，如船舶、桥梁、大型压力容器、航天器材等一些重要的焊接件，是不允许出现焊接质量问题的。
因此焊接过程中的在线实时质量控制就显得尤为重要。
但是焊接这一技术领域长期以来采用的是传统焊接方法，尽管近些年来各类气保护焊也得到了广泛应用，但焊接变形、咬边、气孔、裂纹、应力集中、未焊合和夹渣等在缺陷问题仍然较严重。
同样，采用传统焊接方法进行生产，焊接接头的外观成形质量和一致性也无法得到保证，而且手工焊接也如先前所提的原因无法普遍适用。
很显然这些都成了制约焊接质量提高的根源，因此采用自动化、智能化焊接时焊接技术革新的根本出路。
随着焊接自动化智能化研究的深入，人们越来越注重对焊接质量的控制，其中熔透与成形直接反映了焊接质量，因此检测出反映焊缝熔透和成形质量信息对于质量控制是非常关键的。
目前国内外普遍使用各类传感装置对焊接熔池信息进行传感以便于对焊接过程进行控制，并以此作为智能化焊接要求实现的基础。
基于模糊控制的电弧焊接焊缝跟踪技术研究
周 玉 印 付 丽君 （ 沈 阳理工大学信息科学与工程学院， 辽宁 沈阳 １ １ ０ １ ５ ９ ）
池世 春 许 石 哲
（ 中科 院沈阳 自 动化研究所 ， 辽宁 沈 阳 １ １ ０ ０ １ ６ ）
摘 要
针 对 Ｖ 型坡 口焊 缝 ， 采 用摆 动 扫 描 式 电弧 传 感 器 ， 研 制 了基 于模 糊 控 制 的 焊 缝跟 踪 系统 。主要 介 绍 了焊 缝 跟 踪 系统 的
跟踪 ， 使 焊 枪 对 中焊 缝 。 ２ 焊 缝 跟踪 模糊 控 制 算 法 设 计 焊 缝 跟 踪模 糊 控 制 系 统 以焊 枪 距 离 焊 缝 中心 的横 向偏 差 值 ｅ及 偏 差 值 的变 化 量 ｅ ｃ作 为输 入量 ， 以伺 服 电机 的控 制 步 数 Ｕ 为输出量 ， 即 采 用 二 维 模糊 控 制 器 结 构 。 焊 缝 跟 踪 模糊 控制 器 结
ｔ ａｂｌ ｅ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ｌ ｄｉ ｎｇ ｐｒ ｏｃ ｅｓ ｓ ， ｔ ｈｅ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｕｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ＡＲＭ ｍ ｉ ｃｒ Ｏｐｒ ０ ｃｅ ｓ ｓ Ｏ ｒ ｌ ｏ ｏｋ—ｕ ｐ ｔ ａ ｂｌ ｅ ｗｏｒ ｋ ｓ ｅａ ｍ ｔ ｒ ａｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｏｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ａ ｃ ｃｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｃｋ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ｅａ ｍ ｗｅｌ ｄｉ ｎ ｇ， ｔ ｈ ｅ ｗｅｌ ｄｉ ｎ ｇ ｔ ｏｒ ｃｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗｅｌ ｄｉ ｎ ｇ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ： Ａｒ ｃ ｓ ｅｎ ｓ ｏｒ ， ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ１ ． ｓ ｅａ ｍ ｔ ｒ ａ ｃｋ ｉ ｎｇ， ＡＲＭ
焊缝 跟 踪 ， 即 以焊 炬 为 被 控 对 象 、 电弧 （ 焊炬 ） 相 对 于焊 缝 中 心 位 置 的偏 差 作 为被 调 量 ， 通过机械 、 电磁 、 激光 、 视 觉 等 多 种 传 感 测 量 手 段控 制焊 炬 ，使 其 在 整 个焊 接 过 程 中始 终 与 焊缝 对 中 。 焊 缝 跟 踪 是焊 接 自动 化 领 域 的 一 个重 要 研 究 课 题 ， 精 确 的 自动焊 缝 跟 踪 技 术是 保 证 焊 接 质 量 的关 键 ， 在 焊 接过 程 中焊 炬 应 始 终对 中焊 缝 。由 于焊 接 是 复杂 的热 加工 工 艺 ， 弧 焊 过程 中产 生 的 强光 、
焊接机器人的基本配置、组成、安装和调试、保养和维护
其次局部焊接机器人的根本配置、组成、安装和调试、保养和维护您的姓名：[填空题] *1.清洗示教器的外表通常承受软布蘸少量〔〕轻轻的进展拭擦。
[单项选择题] *A、香蕉水B、水C、酒精D、水或中性清洁剂(正确答案)2.当模式选择开关处于运营模式位置(Auto)时，可以进展〔〕。
[单项选择题] *A、示教和编辑B、编辑和焊接C、焊接(正确答案)D、示教和焊接3.实现示教(Teach)和运行(Auto)模式切换是通过〔〕实现的。
[单项选择题] *A、示教器命令B、设定运作方式C、旋动钥匙开关(正确答案)D、进入设定程序4.进展机器人日常检查的主要目的是〔〕。
[单项选择题] *A、觉察问题点B、通知修理人员C、保持外观干净D、准时觉察问题、解决问题(正确答案)5.焊完〔〕个工件查看喷嘴内是否有未清理干净的飞溅毛刺，焊丝是否弯曲。
[单项选择题] *A、1(正确答案)B、2C、3D、46.正常状况下每焊〔〕个工件(体型一般)手动清理喷嘴内部。
[单项选择题] *A、1B、2C、3D、4(正确答案)7.机器人本体每周清理〔〕次。
[单项选择题] *A、1(正确答案)B、2C、3D、48.清枪站每天清理〔〕次。
[单项选择题] *A、1(正确答案)B、2C、3D、49.夹持器〔〕个月换一次结缘胶布。
[单项选择题] *A、半(正确答案)B、一C、一个半D、两10.机器人〔〕年一次检查调整同步带张紧装置。
[单项选择题] *A、1B、2C、3(正确答案)D、411.机器人本体检查与保养中的锂电池〔〕年更换一次。
[单项选择题] *A、1B、2(正确答案)C、3D、412.在送丝机的检查中觉察送丝轮磨损格外严峻，发生变形应当〔〕[单项选择题] *A、更换送丝轮(正确答案)B、清理丝轮槽油污和金属屑C、清理中心管D、清扫送丝电机13.以下不属于焊枪易损件的是〔〕[单项选择题] *A、导电嘴B、喷嘴C、中心管(正确答案)D、喷嘴接头14.以下不属于掌握装置及示教器检查与保养的是〔〕[单项选择题] *A、指示灯B、冷却风扇C、蓄电池D、飞溅及灰尘(正确答案)15.机器人本体检查与保养中觉察腕部有松动应当调整〔〕[单项选择题] *A、锥齿轮(正确答案)B、安装螺钉C、牙轮皮带D、圆柱齿轮16.对机器人进展示教时,作为示教人员必需事先承受过特地的培训才行,与示教作业人员一起进展作业的监护人员,处在机器人可动范围外时,〔〕，可进展共同作业。
油气管道无损检测技术
油气管道无损检测技术管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段,在世界各地得到了广泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,应对其定期进行检测,以便发现问题,采取措施。
一、管道元件的无损检测（一）管道用钢管的检测埋地管道用管材包括无缝钢管和焊接钢管。
对于无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测主要来发现纵向缺陷。
液浸法使用线聚焦或点聚焦探头,接触法使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。
所有类型的金属管材都可采用涡流方法来检测它们的表面和近表面缺陷。
对于焊接钢管，焊缝采用射线抽查或100 %检测，对于100 %检测，通常采用X射线实时成像检测技术。
（二）管道用螺栓件对于直径> 50 mm 的钢螺栓件需采用超声来检测螺栓杆内存在的冶金缺陷。
超声检测采用单晶直探头或双晶直探头的纵波检测方法。
二、管道施工过程中的无损检测（一）各种无损检测方法在焊管生产中的配置国外在生产中常规的主要无损检测配置如下图一中的A、B、C、E、F、G、H工序。
我国目前生产中的检测配置主要岗位如下图中的A、C、D、E、F、G、H工序。
图一大口径埋弧焊街钢管生产无损检测岗位配置（二）超声检测全自动超声检测技术目前在国外已被大量应用于长输管线的环焊缝检测，与传统手动超声检测和射线检测相比，其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染和降低作业强度等方面有着明显的优越性。
全自动相控阵超声检测系统采用区域划分方法，将焊缝分成垂直方向上的若干个区，再由电子系统控制相控阵探头对其进行分区扫查，检测结果以双门带状图的形式显示，再辅以TOFD (衍射时差法)和B扫描功能，对焊缝内部存在的缺陷进行分析和判断。
全自动超声波现场检测时情况复杂，尤其是轨道位置安放的精确度、试块的校准效果、现场扫查温度等因素会对检测结果产生强烈的影响，因此对检测结果的评判需要对多方面情况进行综合考虑，收集各种信息，才能减少失误。
（三）射线检测射线检测一般使用X 射线周向曝光机或γ射线源，用管道内爬行器将射线源送入管道内部环焊缝的位置，从外部采用胶片一次曝光，但胶片处理和评价需要较长的时间，往往影响管道施工的进度，因此，近年来国内外均开发出专门用于管道环焊缝检测的X 射线实时成像检测设备。
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基于精密线激光传感器的中厚板坡口测量技术研究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｗｅｌｄｉｎｇ ｇｒｏｏｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ２Ｄ Ｉａｓｅｒ ｓｅｎｓｏｒ
柯晓龙 ，刘林涛’，曹林攀’，陈沼欣。
ＫＥ Ｘｉａｏ．１ｏｎｇ’ ，ＬＩＵ Ｌｉｎ．ｔａｏ’，ＣＡ０ Ｌｉｎ．ｐａｎ’，ＣＨＥＮ Ｚｈａｏ．ｘｉｎ０
（１．厦门理工学院机械与汽车工程学院，厦门３６１０２４；２．厦门大学物理与机电工程学院，厦门３６１００５；
３．厦门思尔特机器人系统有限公司，厦门３６１０２３）
摘要：中厚板坡口的识别与测量是焊接机器人多层多道自动焊接的重要工序之一。针对中厚板坡口自
动测量的需要，利用日本ＫＥＹＥＮＣＥ公司的ＬＪ－０２００精密线激光位移传感器，实现坡口截面的
二维扫描测量；通过建立坡口特征拐点的识别与检测算法，并以此运用Ｄｅｌｐｈｉ和ＭＡＴＬＡＢ混合
编程技术，开发中厚板坡口测量软件，实现坡口参数的自动测量。实验结果表明，该测量技
术可以满足中厚板工件的坡口检测需要，并具有较高的工程实用价值。
关键词：坡口测量；特征识别；线激光传感器；中厚板
中图分类号：ＴＧ４０９ 文献标识码：Ａ 文章编号；１ ００９－０１ ３４（２０１５）１１（下）－００３７－０４
Ｄｏｉ：１ ０．３９６９／Ｊ．１ｓｓｎ．１ ００９－０１ ３４．２０１ ５．２２．＇２
０引言 １线激光传感器测量方式
随着焊接技术在现代制造业中的不断发展，焊接机 器人已经在工业焊接方面，尤其是中厚板焊接领域，扮 演着越来越重要的角色。而中厚板坡口的识别与测量是 焊接机器人实现中厚板焊接件多层多道自动焊接的重要 工序之一 ～ 。 目前，中厚板坡口测量主要有坡口寻位测量、激光 视觉扫描等方式。其中，坡口寻位测量是利用焊接机器 人的寻位模块，利用通低压电的焊丝和坡口接触时形成 的电流来识别坡口位置［４】。该检测方式的优点是不需要 附加传感器，缺点主要体现为检测效率较低，坡口拐点 位置需要通过肉眼识别，因此随机误差较大 而激光视 觉扫描则利用激光视觉传感器获取坡口图像，并对图像 特征识别处理，以获得坡口参数信息。如天津大学的赵 相宾教授等人 采用视觉焊缝跟踪实时图像处理方法进 行坡口扫描，并利用斜率分析法完成坡口拐点特征的提 取。该方法较为简单方便，但对坡口图形曲线的连续性 和光滑性要求较高，工件毛刺或奇异点的出现会影响坡 口拐点的判断。南昌大学的刘苏宜等人 利用激光视觉 机器人跟踪ｖ型坡口，并采用曲率极值的角点检测法提 取坡口中心点坐标，较为简单实用，但同样存在着未知 干扰点可能导致拐点误判的风险。 为此，本文采用精密线激光位移传感器完成坡口二 维扫描，基于最小二乘原理进行坡口特征直线拟合，并 采用最小距离法建立坡口拐点识别算法，进而搭建中厚 板坡口测量的软硬件平台，以获取较为稳定可靠的坡口 识别策略。 出于坡口扫描便捷性和通用性的需要，本文的
中厚板坡口测量采用线激光位移传感器扫描的方式来
实现。综合考虑测量距离、测量高度、测量宽度和测
量精度等测量参数，最终选用的线激光传感器为日本
ＫＥＹＥＮＣＥ（基恩士）公司的型号为ＬＪ．Ｇ２００的精密２Ｄ
线激光位移传感器。该激光传感器可实现ｘ方向及ｚ
方向的精确表面轮廓测量，ｚ轴方向测量高度可达到
２００±４８ｍｍ，Ｘ轴测量宽度为近端５ｌｍｍ／远端？３ｍｍ，
取样频率为３．８ｍｓ，测量再现性为ｚ轴（高度）２ Ｐ．ｍ／Ｘ轴（宽
度）２０１．ｔｍ。
该线激光传感器采用２Ｄ三角测量法原理实现中厚
板坡口轮廓测量。其测量方式如图１所示，线激光传感
器的半导体激光头通过柱面物镜，将激光光束扩大为条状
光束，并在测量工件上产生漫反射。反射光被传感器接收
端的Ｅ３．ＣＭＯＳ接收，以此测量出坡口的轮廓曲线。
图ｌ线激光传感器的坡口测量示意图
收稿日期：２０１５－０９－０１
基金项目：厦门市科技计划项目（３５０２Ｚ２０１３３０３６）；福建省科技厅产学研重大项目（２０１２Ｈ６０２５）
作者俺介：柯晓龙（１９８１一），男，副教授，博士后，主要从事工业机器人焊接技术与超精密加工检测技术研究。
第３７卷第１１期２０１５－１１（下） 【３７】
参考文献：
【１】Ｊｕ－Ｓｕｎｇ Ｐａｒｋ，Ａｍｏｓｔ Ｎｕｇｒｏｓｃｈｅｌ，Ｖｉｃｔｏｒ ｄｅ ｌａ Ｔｏｒｒｅ，Ｐｅｔｅｒ Ｊ．
Ｚｄｅｂｅ１．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ ａｎｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓ ｉＥｌｌ
Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，
１９９１，３８（２）：３６５－３７２．
【Ｆ２】Ｎ．Ｍｏｈａｎ，Ｔ．Ｍ．Ｕｎｄｅｌａｎｄ．，Ｗ．Ｐ．Ｒｏｂｂｉｎｓ．Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ：
Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ［Ｍ］．Ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ
Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，，．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９５．
【Ｆ３】Ｓ．Ｂｕｏｎｏｍｏ．，Ｓ．Ｍｕｓｕｍｅｃｉ，Ｒ．Ｐａｇａｎｏ，Ａ．Ｒａｃｉｔｉ，，Ｃ．Ｒｏｎｓｉｓｖａｌｌｅ，
Ｒ，Ｓｃｏｌｌｏ．Ａ Ｎｅｗ Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｅｍｉｔｔｅｒ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ
（ＥＳＢＴ）ｉｎ Ｈｉｇｈ－－Ｖｏｌｔａｇｅ ＣｏｎｖｅｒｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ａ］．２００３ ＩＥＥＥ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｓａｌｔ Ｌａｋｅ Ｃｉｔｙ，
Ｕｔａｈ，ＵＳＡ［Ｃ］．２００３，１０：１２—１６．
［４】Ｖ．Ｅｎｅａ．，Ｄ．ＫｒｏｅｌＬ，Ｍ．Ｍｅｓｓｉｎａ，Ｃ．Ｒｏｎｓｉｓｖａｌｌｅ．Ｔｈｅ ＥＳＢＴ￣
（Ｅｍｉｔｔｅｒ—Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）：ａ ｎｅｗ ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ
ｐｏｗｅｒ ａｃｔｕａｔｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｏｔｅｄ ｔｏ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ａ】．Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｌＣ】．２ｏｏ７，９：ｌｌ一１３．
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表１ 工件１：线激光测量与影像仪测量的数据对比（ｍｍ）
通过两种不同坡口规格工件的测量实验，获得线激
光测量与影像仪测量的对比数据如表１和表２所示。可以
看出，测量误差基本在０．００２ｍｍ￣０．１８ｍｍ之间。考虑到
实际坡口毛刺和坡口加工误差的存在，以及线切割位置
与线激光测量截面一致性误差等原因，这样的识别精度
已经足以满足中厚板多层多道轨迹规划的需要。因此，
可以判断该坡口识别算法满足设计要求。
５结束语
本文搭建了中厚板坡口检测平台，利用线激光位移
传感器对工件进行坡口扫描与数据采集，并采用最小二
乘直线拟合和最小距离法，完成坡口拐点特征识别与测
量。然后采用Ｄｅｌｐｈｉ和ＭＡＴＬＡＢ￣合编程方式，开发了
相应的坡口测量软件。与影像测量仪的对比验证实验表
明，该测量方法可以获得较高的坡口识别精度，可以满
足实际的中厚板多层多道轨迹规划要求。
参考文献：
【１】ＭＯＯＮ Ｈ Ｓ，ＢＥＡＴＴＩＥ Ｒ Ｊ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｌ
Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｔｏｒｃｈ Ｍｕｌｔｉｐａｓｓ Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ Ａｒｃ Ｗｅｌｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｈｅ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
２００２，，１９（１２）：８６７－８７２．
【２】李湘文．中厚板复杂轨迹焊缝跟踪的关键技术研究【Ｄ】．湘潭大
学博士学位论文，．２０１２．
【３】许燕玲，林涛，陈善本．焊接机器人应用现状与研究发展趋势…．
金属加工（热加工），２０１０，（８）：３２—３６．
【４】刘伟，周广涛，王玉松．中厚板焊接机器人系统及传感技术应用
【Ｍ】．北京：机械工业出版社，．２０１３．
【５】赵相宾，李亮玉，夏长亮，等．激光视觉焊接跟踪系统图像处理［Ｊ】．
焊接学报２，００６，２７（１２）：４２－４９．．
【６］刘苏宜，王国荣，石永华．Ｖ型焊接坡口中心的高精度提取方法
［Ｊ］．机械科学与技术．，２００８，２７（２）：２０９－２１２．
【７】柯晓龙，郭隐彪，张世汉，等．高精密光学元件磨床的加工与检测
系统的开发［Ｊ】．厦门大学学报（自然科学版），２０１１，５０（３）：５５９－－５６２．
第３７卷第１１期２０１５—１１（下） ［８０１