为开发海洋油气、矿产、可燃冰等资源而建设的大量海洋工程设施,随着服役年限的增加,对水下焊接维修的需求也日益频繁。深海资源开发使得海洋工程的建设和维修需在水下超过300米甚至1000米处进行施工,由于人类潜水深度的限制,必须研发水下自动焊接技术,实现无人操作。水下焊接的自动化,关键在于水下焊缝的自动跟踪。本项目的目标是开发高速旋转电弧传感器,克服水下能见度低的难题,并研究旋转电弧水下焊缝跟踪的基础理论问题,为实现微型罩水下焊接焊缝自动跟踪奠定理论和试验基础。本项目针对水下焊缝自动跟踪,设计开发了高速旋转电弧传感器,建立了水下旋转电弧传感的数学模型,开发了水下焊接信号采集及滤波系统、偏差信号的识别算法以及机器人控制算法,并构建了水下旋转电弧传感焊缝自动跟踪的软件和硬件,实现了旋转电弧水下折线和S型焊缝的自动跟踪。本项目的试验研究工作是在实验室压力仓内进行的,为旋转电弧传感水下焊缝自动跟踪的实际工程应用提供了理论基础和试验验证。实际应用中可将机器人装备在ROV(无人遥控深潜器)上,将本项目开发的相关算法、软件和硬件系统移植到ROV上,可进一步进行深海实际水下焊缝的自动跟踪焊接试验。
英文主题词Underwater welding; Rotating arc sensor; Seam tracking; Ocean engineering