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焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究

焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究

摘要:焊缝自主跟踪是机器人焊接智能化的关键，其精度是评价焊接质量的重要指标。焊接对象或条件的改变对精度的影响最为直接，尤其当焊件表面存在缺陷时会产生较大的跟踪误差。为此，开展焊接机器人焊缝跟踪方法及路径规划研究，提出焊缝跟踪的4步法：1）利用激光传感器扫描坡口，获取轮廓数据。2）接着通过组合滤波算法，运用限幅滤波和高斯滤波处理数据以平滑噪声。3）采用导数法初步定位特征点，通过寻找第1阶和第2导数极值点以定位第1类和第2类特征点；以初步定位获得的特征点为分界点，分段拟合坡口轮廓数据，计算各拟合线段的交点进而得到精确定位的特征点。4）通过传感器位姿标定，确定其相对末端坐标系的位置，借助转换矩阵将传感器检测到的焊缝特征点转化到基座标系下，得到机器人的空间定位点；运用3次样条插值法生成焊枪末端轨迹，并驱动机器人按照预定轨迹运行，进而实现焊缝的有效跟踪。通过实验验证直线与曲线焊缝的跟踪效果，结果表明：初步定位时，跟踪误差约为0.628 mm、0.736 mm，经精确定位后，误差降为0.387 mm、0.429 mm，提升幅度分别超过38.4%、41.7%；且焊枪的抖动现象得到减弱，达到自动焊接误差≤0.5 mm的精度要求，表明了文中所提出跟踪方法的有效性，可为焊缝的高精度跟踪和自动焊接研究提供有益参考。
机械 2024年09月04日
真空气体静压轴承研究进展

真空气体静压轴承研究进展

摘要：随着气体静压润滑技术的不断发展及兼容真空工作环境的迫切需求，基于密封设计的真空气体静压轴承已成为近年来的研究热点之一。因其具有高动态、低摩擦、高精度和无污染等优势，在精密加工、检测等领域有着良好的应用前景。从真空气体润滑方式、结构优化及实验研究等三方面入手，详述了真空气体静压轴承的国内外研究现状。对比了真空气体静压轴承相较于传统气体轴承的优缺点，同时归纳了真空气体静压轴承的常规密封方法及高效抽排方式。在此基础上分析了真空气体静压轴承在设计中存在的支承特性、结构设计、加工工艺等关键技术问题，并对真空气体轴承未来发展趋势进行了初步展望，为真空气体静压轴承的设计提供相应依据。
机械 2026年03月26日
基于分子动力学的GaN纳米加工中位错演化机制

基于分子动力学的GaN纳米加工中位错演化机制

摘要: GaN 晶体广泛应用于新能源汽车、航空航天和军事等领域, 但硬脆性限制了其加工效率。研究精密加工中不同形状压头对材料破坏损伤的影响是实现GaN 高效韧性去除的关键。采用分子动力学对GaN 晶体Ga 面的压入和划入过程进行模拟,分析了球形压头以及不同朝向的Berkovich 压头对原子堆积和滑移以及刃位错分布和演变规律的影响。在压入过程中, 位错主要分布于压头与材料接触边界的外围; 对于球形压头, Ga 面上的原子滑移主要沿着晶向族的6 个方向; 对于Berkovich压头, 尖锐棱边能有效抑制该方向原子的滑移和位错扩展, 当压头一尖锐棱边朝向[11-20]晶向时, 原子滑移以及位错现象减少, 原子滑移和堆积主要出现在垂直于压头3 个侧面的方向上。在划入过程中, 刃位错主要经历了滑移产生、扩展成型和破坏重组3 个过程。球形压头划入后产生的位错最多, Berkovich 压头尖角朝前划入后产生的位错适中, 且亚表层非晶形变区域均匀, 原子堆积少。
机械 2026年04月27日
Cr-Mo-B系机械工程用钢高温流变行为及热加工图

Cr-Mo-B系机械工程用钢高温流变行为及热加工图

摘要：在变形温度为850～1150℃、应变速率为０.１～10ｓ－１的条件下，对Cr-Mo-B系机械工程用钢进行高温热压缩实验。基于真应力-应变曲线，建立输入参数为温度、变形速率、应变和输出参数为流变应力的人工神经网络（ＡＮＮ）模型。关键词：机械工程用钢；本构模型；神经网络；热加工图
机械 2024年01月08日
基于视觉传感的焊接机器人焊缝识别跟踪技术研究现状

基于视觉传感的焊接机器人焊缝识别跟踪技术研究现状

摘要：焊缝识别跟踪技术是未来焊接机器人的一个重要发展方向，对于焊接机器人的自动化、智能化焊接具有重要推动作用。从机器人传感技术、焊缝识别及焊缝特征提取技术、机器人跟踪控制技术等方面，对相关技术特征、国内外发展现状及未来发展方向作了较为系统的阐述。其中，焊缝的实时识别及焊缝特征提取技术是焊缝识别跟踪控制系统的核心，而噪声处理也是焊缝识别与特征提取的关键；基于激光视觉的主动传感、优质的焊缝特征提取算法、图像去噪技术以及稳定的跟踪控制系统，是焊缝识别跟踪系统稳定可靠工作的重要保证；可进行多类型焊缝识别、自适应性好、抗干扰能力强是推动相关技术大范围推广普及的重要基础；多焊缝识别技术、多层次特征提取智能学习算法等是焊缝识别跟踪技术的未来发展方向之一。
机械 2024年07月29日
基于多丝电弧增材制造研究现状

基于多丝电弧增材制造研究现状

摘要：多丝电弧增材制造技术具有成本低、效率高等优势，尤其在成分设计与调控方面具有高度的灵活性，成为制备大型金属结构件的主流技术之一。多个丝材（同种或异种）同时进给，在熔池中实现原位合金化，该方法为复杂成分的先进金属材料的制备过程提供了可行性路径。本文综述了国内外多丝电弧增材制造制备高性能钛合金、铝合金、不锈钢等传统材料以及功能梯度材料、高熵合金、金属间化合物等先进金属材料的研究进展。针对多丝电弧增材制造成形构件微观组织不均匀、力学性能存在各向异性以及成形精度不足等问题进行讨论。提出了建立多丝电弧增材制造工艺窗口、多种工艺耦合以及建立成形过程监测和控制系统等发展方向，为多丝电弧增材制造工艺改进与发展提供理论依据。
机械 2026年04月22日
工程机械产品结构件加工现状及发展

工程机械产品结构件加工现状及发展

摘要：面对引进先进设备、使用高效刀具和采集关键数据进行大数据分析的行业趋势，针对工程机械产品结构件机械加工的特点，介绍设备、刀具及工艺等方面的现状及发展。关键词：设备；刀具；智能制造
机械 2024年01月08日
智能主轴技术发展综述

智能主轴技术发展综述

摘要: 主轴作为数控机床的核心部件，其智能化是未来的重点发展方向。对智能主轴的概念和发展现状进行了概括，并对目前智能主轴的相关研究进展进行了较全面的综述，描述了智能主轴的特点和未来发展方向，详细阐述了智能主轴的状态监测、多源信息融合以及状态决策和主动调控这3 大功能，论述了智能主轴的发展局限性和面临的挑战，认为自顶向下设计、智能传感器和执行器、实时数据处理和决策、以预测为中心的控制和维护等潜在技术将进一步推动智能主轴的发展。
机械 2024年07月18日
高端数控机床正向设计方法发展研究及建议

高端数控机床正向设计方法发展研究及建议

摘要：文章阐述了高端数控机床正向设计理论、方法和技术体系对实现我国面向重点领域用户需求的高端数控机床自主研发、维护国家关键核心技术自主可控的重要战略意义；提出了贯穿于设计、加工、装配过程，面向机床末端空间位姿误差/相对动柔度特性约束的整机静动刚度、几何精度、热平衡、装配工艺过程精度等正向设计方法和关键科学问题；论述了国际领先研究机构在机床正向设计领域的研究进展，提出了发展和提升我国高端数控机床正向设计技术水平的政策建议。
机械 2026年02月04日
仿生微纳结构减阻表面及其制造技术研究综述

仿生微纳结构减阻表面及其制造技术研究综述

摘要：减阻表面在航空、航天、航海等众多领域因发挥着减少能耗的重要作用而受到越来越多的关注，如何实现高效减阻具有重要意义。自然界中的动植物经过上亿年的自然选择形成了许多具有低阻特性的表皮结构，模仿鲨鱼等低阻生物制备的仿生微纳结构表面为高效减阻提供了新思路。本综述系统总结了仿生微纳结构减阻表面的研究进展，梳理了鲨鱼和其他鱼类启发的减阻表面的形貌特征及减阻机制，阐述了高能束流加工技术、表面刻蚀加工技术、超精密机械加工技术、3D打印技术、生物复制成形技术等减阻表面的制造技术，并简述了现有仿生减阻表面在航天、体育赛事、管道输送等方面的实际应用情况。最后，基于研究进展、制造技术和实际应用的分析，总结了仿生微纳结构减阻表面的突出优势，并凝练了仿生微纳结构减阻表面制造技术所面临的现状和挑战。
机械 2026年03月19日