本文關(guān)鍵詞：四軸激光焊接控制的關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光焊接技術(shù)具有變形和熱影響區(qū)小、能量密度高、自動(dòng)化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn),可以在短時(shí)間內(nèi)形成連續(xù)的而且完全熔透的焊縫,這使得焊縫深寬比、焊接速度相比傳統(tǒng)焊接技術(shù)有了顯著的提高,因而激光焊接工藝被廣泛的應(yīng)用到各行各業(yè)中。因此,本文針對(duì)激光焊接實(shí)際工藝需求設(shè)計(jì)一套功能齊全、性能穩(wěn)定的四軸激光焊接平臺(tái)。本文提出了基于“PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”的四軸激光焊接試驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建方案,并對(duì)系統(tǒng)各部分給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。軟件作為該自動(dòng)化激光焊接系統(tǒng)的控制核心,根據(jù)數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的流程,它涵蓋了示教編程、三維軌跡在線顯示、G代碼解釋器、繪圖模塊、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等部分。同時(shí),在軟件界面設(shè)計(jì)上力求布局合理、操作方便快捷,使得操作人員易于上手。在激光焊接工藝中,速度大小的變化會(huì)導(dǎo)致焊縫不均勻,本文為此提出了一種可行性強(qiáng)的速度規(guī)劃策略。對(duì)于焊接啟動(dòng)和停止過程中的速度變化,采用增加預(yù)加減速的空走路徑使得速度變化的過程在非焊接路徑中完成以保證焊接路徑速度的恒定性,并輔之以S形速度規(guī)劃曲線,以降低速度變化對(duì)焊接平臺(tái)的柔性沖擊。對(duì)于相鄰段折角處速度的變化,采用增加三角迂回的空走路徑的策略,使得速度方向的改變?cè)谠黾拥拈]合路徑上完成,以保證焊接段的速度大小的恒定,提升焊縫的均勻性。本文的研究?jī)?nèi)容與實(shí)際工程實(shí)際密切相關(guān),所提出的軟件設(shè)計(jì)方案和速度規(guī)劃策略在四軸激光焊接系統(tǒng)的研發(fā)中得到了實(shí)際應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：激光焊接 軟件設(shè)計(jì) 速度規(guī)劃 S形速度曲線
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG409
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)15-16
• 1.3.1 本文研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.2 本文組織架構(gòu)16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第2章 四軸激光焊接平臺(tái)設(shè)計(jì)17-27
• 2.1 激光焊接的原理和分類17-19
• 2.1.1 激光焊接的基本原理17-18
• 2.1.2 激光焊接的分類18-19
• 2.2 四軸焊接平臺(tái)的組成19-24
• 2.2.1 光纖激光器20-21
• 2.2.2 工控機(jī)21-23
• 2.2.3 運(yùn)動(dòng)控制卡23-24
• 2.2.4 伺服電機(jī)24
• 2.3 焊接平臺(tái)的系統(tǒng)框架24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 四軸激光焊接控制軟件設(shè)計(jì)27-49
• 3.1 軟件的主體框架設(shè)計(jì)27-29
• 3.2 示教編程29-31
• 3.2.1 示教編程的原理29
• 3.2.2 示教編程的功能實(shí)現(xiàn)29-31
• 3.3 三維軌跡在線顯示31-36
• 3.3.1 軌跡點(diǎn)的獲取31-32
• 3.3.2 三維軌跡圖形幾何變換原理32-33
• 3.3.3 三維軌跡圖形幾何變換矩陣33-36
• 3.3.4 三維軌跡點(diǎn)到二維屏幕坐標(biāo)點(diǎn)的變換36
• 3.4 G代碼解釋器36-45
• 3.4.1 G代碼介紹36-37
• 3.4.2 G代碼功能設(shè)計(jì)37-39
• 3.4.3 G代碼解釋流程設(shè)計(jì)39-40
• 3.4.4 G代碼解釋示例40-45
• 3.5 繪圖模塊設(shè)計(jì)45-47
• 3.5.1 繪圖模塊功能設(shè)計(jì)45-46
• 3.5.2 繪圖模塊的實(shí)現(xiàn)46-47
• 3.6 軟件各模塊之間的關(guān)系47-48
• 3.7 本章小結(jié)48-49
• 第4章 激光焊接運(yùn)動(dòng)規(guī)劃策略49-69
• 4.1 插補(bǔ)技術(shù)在激光焊接中應(yīng)用49
• 4.2 激光焊接中常用的插補(bǔ)技術(shù)介紹49-55
• 4.2.1 逐點(diǎn)比較法49-52
• 4.2.2 最小偏差法52-53
• 4.2.3 數(shù)字積分法53-55
• 4.3 四軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的規(guī)劃算法55-56
• 4.4 激光焊接折角速度規(guī)劃56-58
• 4.4.1 折角速度規(guī)劃的簡(jiǎn)介56
• 4.4.2 S形速度曲線原理56-58
• 4.5 延長(zhǎng)線預(yù)加減速控制策略58-60
• 4.5.1 延長(zhǎng)線預(yù)加減速原理58-59
• 4.5.2 預(yù)加減速控制策略的實(shí)現(xiàn)59-60
• 4.6 折角速度控制算法60-66
• 4.6.1 激光頻率在線調(diào)整算法61-63
• 4.6.2 三角迂回速度規(guī)劃原理63
• 4.6.3 三角迂回速度規(guī)劃實(shí)現(xiàn)63-65
• 4.6.4 兩種算法的對(duì)比65-66
• 4.7 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果66-68
• 4.8 本章小結(jié)68-69
• 第5章 總結(jié)與展望69-72
• 5.1 全文總結(jié)69-70
• 5.2 研究展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 碩士期間參與的項(xiàng)目和發(fā)表的論文75

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