本文關(guān)鍵詞：三維T型接頭激光焊接軌跡控制關(guān)鍵技術(shù)

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【摘要】：激光焊接T型接頭應(yīng)用十分廣泛,在航空航天、汽車、船舶領(lǐng)域占有十分重要的地位,T型接頭的加工質(zhì)量往往影響著整個(gè)結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。T型接頭的激光焊接經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)氣孔、裂縫、焊接偏斜等問題,工藝性要求很高,因此針對(duì)T型接頭的激光焊接成為一個(gè)重要研究方向。三維T型接頭的焊接往往采用機(jī)器人示教焊接,不僅加工精度低,而且往往先焊接一側(cè),再焊接另外一側(cè),焊接變形大;焊接過程中焊接點(diǎn)往往偏離焊接路徑,使得焊件報(bào)廢;小型機(jī)床難于加工大尺寸的整體結(jié)構(gòu)件。針對(duì)上述問題,本文搭建了大跨度高架橋式機(jī)械結(jié)構(gòu)的焊接平臺(tái),滿足大尺寸整體件的焊接需求,同時(shí)針對(duì)T型接頭的兩側(cè)同時(shí)焊接需求,設(shè)計(jì)了三向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的焊接加工結(jié)構(gòu),搭建了雙光束焊接系統(tǒng),并配備雙十字滑臺(tái),對(duì)T型接頭的兩側(cè)同時(shí)實(shí)現(xiàn)焊縫測(cè)量與跟蹤補(bǔ)償。本文搭建了基于運(yùn)動(dòng)控制器+工業(yè)用平板電腦的開放數(shù)控系統(tǒng),開發(fā)了上下位機(jī)結(jié)構(gòu)的軟硬件平臺(tái),編寫了友好的人機(jī)交互接口,研究了高速高精控制與多軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)。通過機(jī)架坐標(biāo)系到焊接點(diǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,求解了機(jī)床模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)矩陣,得到焊接點(diǎn)位置坐標(biāo)的矢量信息,利用三維焊接路徑的軌跡規(guī)劃技術(shù),在開放運(yùn)動(dòng)控制器中實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)學(xué)算法,做到了對(duì)三維焊接軌跡的六聯(lián)動(dòng)控制。在三維軌跡控制的同時(shí),在T型接頭的兩側(cè)安裝基于機(jī)器視覺的檢測(cè)傳感器,實(shí)時(shí)檢測(cè)焊接偏差,實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接偏差的雙路跟蹤補(bǔ)償。實(shí)際的跟蹤補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了跟蹤補(bǔ)償效果,跟蹤精度滿足要求。通過實(shí)際的焊接實(shí)驗(yàn),完成對(duì)試驗(yàn)件的焊接,結(jié)果表明針對(duì)三維T型接頭的軌跡控制和跟蹤補(bǔ)償滿足加工要求。
【關(guān)鍵詞】：三維 T 型接頭 激光焊接 軌跡控制 跟蹤補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.7;TG409
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題來源及研究背景8-9
• 1.2 三維激光焊接的國(guó)內(nèi)外研究概況9-14
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 六聯(lián)動(dòng)三維焊接及跟蹤補(bǔ)償控制平臺(tái)16-30
• 2.1 六聯(lián)動(dòng)三維焊接及跟蹤補(bǔ)償控制平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)施方案16-17
• 2.2 三向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的雙側(cè)激光焊接方案17-21
• 2.3 六聯(lián)動(dòng)三維焊接及跟蹤補(bǔ)償控制系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)21-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 三維激光焊接的十軸六聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制策略30-45
• 3.1 高精度PID+Feedforward+Notch Filter位置控制技術(shù)30-35
• 3.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)的多軸運(yùn)動(dòng)控制35-39
• 3.3 基于交叉耦合的橫梁X軸雙電機(jī)同步方案39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 4 雙路激光焊接的三維焊接路徑控制技術(shù)與運(yùn)動(dòng)學(xué)算法45-52
• 4.1 雙路激光焊接平臺(tái)軌跡規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模分析45-48
• 4.2 三維焊接軌跡的六聯(lián)動(dòng)控制48-49
• 4.3 三維焊接路徑的運(yùn)動(dòng)學(xué)算法的實(shí)現(xiàn)49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 T型接頭的焊縫實(shí)時(shí)測(cè)量與跟蹤閉環(huán)控制技術(shù)52-63
• 5.1 T型接頭的焊接偏差測(cè)量技術(shù)52-54
• 5.2 基于機(jī)器視覺的T型接頭雙路跟蹤補(bǔ)償控制技術(shù)54-58
• 5.3 實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償技術(shù)閉環(huán)控制性能分析58-59
• 5.4 焊件驗(yàn)證59-63
• 6 總結(jié)與展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文69

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本文編號(hào)：819463