本文關(guān)鍵詞：適用于數(shù)控焊床的空間焊縫處理算法與焊接仿真

  更多相關(guān)文章： 自動(dòng)化焊接 位姿控制 焊接仿真

【摘要】：隨著制造技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的手工焊接已經(jīng)跟不上時(shí)代的腳步,焊接自動(dòng)化已然成為焊接生產(chǎn)的必然趨勢(shì),而自動(dòng)化焊接的最終目的便是實(shí)現(xiàn)對(duì)空間復(fù)雜焊縫曲線的高效、高質(zhì)量自動(dòng)焊接。本文研究并設(shè)計(jì)了一套針對(duì)空間復(fù)雜曲線焊縫焊接過程的軌跡規(guī)劃與控制算法,包括對(duì)焊縫曲線的數(shù)學(xué)重構(gòu),數(shù)控焊床的插補(bǔ)算法以及焊槍姿態(tài)控制三大部分,并在論文的最后對(duì)焊接的熱循環(huán)過程進(jìn)行了仿真分析。本文中焊縫重構(gòu)基于離線編程的方法,利用可過控制點(diǎn)的B樣條曲線對(duì)給定的焊縫型值點(diǎn)進(jìn)行插值,形成了一條插值焊縫曲線,并對(duì)實(shí)際焊縫與插值焊縫之間的誤差進(jìn)行了分析,證明了該算法的可行性。插補(bǔ)算法是實(shí)現(xiàn)焊接軌跡規(guī)劃的基礎(chǔ),針對(duì)本文中焊床特有的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上提出了一種誤差可控的螺旋線插補(bǔ)算法,并對(duì)焊縫的具體插補(bǔ)過程做了詳細(xì)的說明。焊槍姿態(tài)控制是自動(dòng)化焊接技術(shù)的重要組成部分,本文首先對(duì)焊縫姿態(tài)模型進(jìn)行了計(jì)算,在此基礎(chǔ)上通過三次旋轉(zhuǎn)和平移變換求得了焊槍的姿態(tài)模型,最后針對(duì)焊槍通過大曲率焊縫曲線時(shí)的速度波動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了研究并給出了姿態(tài)模型的優(yōu)化方法。焊接熱循環(huán)過程中的峰值溫度是影響焊接質(zhì)量的一個(gè)重要因素,本文利用Ansys軟件對(duì)焊接過程進(jìn)行了仿真分析,研究了焊接速度,焊縫形狀等參數(shù)對(duì)焊接峰值溫度的影響,在此基礎(chǔ)上給出了焊接速度與焊接峰值溫度的擬合關(guān)系式,為實(shí)際焊接過程中的溫度控制提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)化焊接 位姿控制 焊接仿真
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG409
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 焊接自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介9-10
• 1.2 焊接自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展概況10-12
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展概況10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況10-11
• 1.2.3 焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)11-12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)12-14
• 第2章 空間焊縫三維重構(gòu)算法14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介14-15
• 2.2.1 OpenGL圖形繪制平臺(tái)簡(jiǎn)介14
• 2.2.2 MFC環(huán)境下的OpenGL繪圖框架14-15
• 2.3 焊接路徑獲取的主要方法及研究現(xiàn)狀15-16
• 2.3.1 人工示教技術(shù)15
• 2.3.2 焊縫跟蹤技術(shù)15
• 2.3.3 焊接路徑的離線編程技術(shù)15-16
• 2.4 復(fù)雜焊縫的數(shù)學(xué)重構(gòu)算法16-20
• 2.4.1 樣條曲線造型簡(jiǎn)介16
• 2.4.2 B樣條的基本概念16-18
• 2.4.3 基于B樣條的焊縫曲線建模18-20
• 2.5 實(shí)例驗(yàn)證及誤差分析20-23
• 2.5.1 示例20-21
• 2.5.2 誤差分析21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于誤差控制的螺旋線插補(bǔ)算法24-32
• 3.1 引言24
• 3.2 自動(dòng)化焊接機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析24-27
• 3.2.1 機(jī)械加工成形原理24-25
• 3.2.2 數(shù)控焊床的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系25-26
• 3.2.3 基于反轉(zhuǎn)法的焊接運(yùn)動(dòng)分析26-27
• 3.3 等誤差螺旋線插補(bǔ)算法27-31
• 3.3.1 插補(bǔ)的基本概念27-28
• 3.3.2 基于二分法的平面焊縫插補(bǔ)算法28-29
• 3.3.3 基于投影法的空間焊縫插補(bǔ)算法29-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 焊槍空間位姿控制算法32-41
• 4.1 引言32
• 4.2 物體位姿的表示方法32-34
• 4.2.1 位姿的概念32-33
• 4.2.2 齊次坐標(biāo)與變換矩陣33-34
• 4.3 焊接姿態(tài)模型求解34-39
• 4.3.1 焊縫坐標(biāo)系的定義及求解35-37
• 4.3.2 焊槍坐標(biāo)系定義及其求解37-39
• 4.4 示例39
• 4.5 焊槍姿態(tài)優(yōu)化39-40
• 4.6 本章小結(jié)40-41
• 第5章 焊接工藝對(duì)峰值溫度的影響41-53
• 5.1 引言41
• 5.2 焊接有限元仿真分析41-43
• 5.2.1 有限元方法簡(jiǎn)介41-42
• 5.2.2 焊接熱循環(huán)過程的特點(diǎn)42
• 5.2.3 Ansys軟件介紹42-43
• 5.3 焊接熱源模型的施加43-45
• 5.3.1 焊接熱源模型的選擇43
• 5.3.2 高斯熱源43-44
• 5.3.3 熱源的移動(dòng)加載44-45
• 5.4 焊接工藝參數(shù)的選擇45-46
• 5.4.1 熱源參數(shù)的選擇45
• 5.4.2 邊界條件的設(shè)定45
• 5.4.3 單元類型選擇45
• 5.4.4 材料參數(shù)選擇45-46
• 5.5 焊接速度對(duì)峰值溫度的影響46-49
• 5.5.1 有限元模型46
• 5.5.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析46-47
• 5.5.3 數(shù)據(jù)擬合分析47-49
• 5.6 焊縫形狀對(duì)焊接峰值溫度的影響49-52
• 5.6.1 焊縫曲率對(duì)焊接峰值溫度的影響49-51
• 5.6.2 焊縫凹凸性對(duì)焊接峰值溫度的影響51-52
• 5.7 本章小結(jié)52-53
• 第6章 結(jié)論與展望53-55
• 6.1 總結(jié)53
• 6.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 附錄1 數(shù)控焊床實(shí)際圖58-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張文增,陳強(qiáng),孫振國(guó),湯曉華;弧焊機(jī)器人工件坐標(biāo)系快速標(biāo)定方法[J];焊接學(xué)報(bào);2005年07期

2 王志江;何廣忠;高洪明;吳林;;基于Solid Works的焊接特征建模系統(tǒng)[J];焊接學(xué)報(bào);2006年04期

3 李海濤;陳芙蓉;胡艷華;解瑞軍;;焊接熱循環(huán)峰值溫度對(duì)10CrMo910鋼硬度的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2009年02期

4 張明松;張發(fā)軍;趙春華;;機(jī)械加工成形原理的探討[J];機(jī)床與液壓;2010年22期

5 鄭軍;潘際鑾;;基于視覺檢測(cè)的焊縫跟蹤技術(shù)[J];金屬加工(熱加工);2008年24期

6 胡中華;陳煥明;熊震宇;江淑園;;弧焊機(jī)器人馬鞍形工件焊槍姿態(tài)規(guī)劃研究[J];機(jī)械與電子;2007年04期

7 葉鐵麗;李學(xué)藝;曾慶良;;基于誤差控制的自適應(yīng)3次B樣條曲線插值[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2013年01期

8 李京;楊建東;田春林;;焊接自動(dòng)化技術(shù)研究[J];機(jī)械工程師;2013年12期

9 林航;華學(xué)明;馬曉麗;王飛;吳毅雄;鬼木保彥;上藤茂;施建剛;;三電極高速CO_2焊焊接速度和焊接電流對(duì)焊縫成形影響[J];熱加工工藝;2008年23期

10 楊光;焊接自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J];現(xiàn)代制造;2004年11期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉興龍;錘擊消除焊接應(yīng)力的數(shù)值模擬[D];山東大學(xué);2005年

，

本文編號(hào)：995980