針對焊接過程控制精度和可靠性要求日益提高的需求,本文研究了一套攪拌摩擦焊多參數(shù)檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用激光測距的方式獲得攪拌頭附近工件表面的三維形貌,并提取攪拌頭傾角、軸肩下壓量和焊縫偏差等焊接參數(shù),有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的焊接過程,對機(jī)器人攪拌摩擦焊接過程的參數(shù)自適應(yīng)控制具有重要的實(shí)際意義。建立了機(jī)器人攪拌摩擦焊多參數(shù)檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由伺服電機(jī)、傳動組件、激光測距傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和工控機(jī)等硬件構(gòu)成。其工作原理如下:激光測距傳感器在伺服電機(jī)帶動下繞攪拌頭旋轉(zhuǎn),測量得到攪拌頭附近區(qū)域工件表面的高度變化。同時,伺服電機(jī)上編碼器記錄的脈沖信息,經(jīng)過處理得到檢測點(diǎn)的二維位置信息。工控機(jī)通過處理激光測距傳感器的測量值和編碼器的脈沖值,獲取檢測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。開發(fā)了激光掃描式攪拌摩擦焊多參數(shù)檢測算法。利用一個檢測周期的檢測點(diǎn)數(shù)據(jù),擬合工件平面方程。將檢測點(diǎn)到工件平面的垂直距離作為依據(jù),分離出分別屬于工件表面、已焊區(qū)域和焊縫區(qū)域的檢測點(diǎn)。工件表面的檢測點(diǎn)用于重復(fù)多次迭代擬合工件平面方程。工件平面方程的法向量與傳感器坐標(biāo)系z軸之間的夾角為攪拌頭傾角。已焊區(qū)域的檢測點(diǎn)到工件平面的距離為軸肩下壓量。焊縫位置...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1攪拌摩擦焊過程示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-1.2攪拌摩擦焊原理及特點(diǎn)攪拌摩擦焊(FrictionStirWelding，簡稱FSW)是英國焊接研究所(TheWeldingInstitute)的Thomas等人于1991年發(fā)明的一種新型的綠色焊接技術(shù)[7]，可應(yīng)用于鎂、鋁、銅、鈦等合金的....

圖1-2立式銑床改裝為攪拌摩擦焊機(jī)床的典型示例[11]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-但攪拌摩擦焊仍存在著以下不足之處：（1）焊接過程需要保證足夠大的軸向力。一方面，要求焊接設(shè)備有足夠的負(fù)載能力和足夠大的剛度；另一方面，要求焊接工件必須剛性固定，以保證焊接過程穩(wěn)定；（2）攪拌摩擦焊對焊接設(shè)備剛度要求高，目焊接設(shè)備主要以機(jī)床為主，....

圖1-3專用攪拌摩

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-床）改裝為攪拌摩擦焊設(shè)備。但是由于攪拌摩擦焊工作時，設(shè)備的負(fù)載遠(yuǎn)高于銑削等機(jī)加工工藝工作時產(chǎn)生的負(fù)載。因此，還需要對傳統(tǒng)的機(jī)加工機(jī)床進(jìn)行改裝，替換或增加某些部件，如導(dǎo)軌、電機(jī)和主軸等，以提高設(shè)備負(fù)載能力和剛度。圖1-2顯示的是一個將立式銑床改裝....

圖1-3專用攪拌摩擦焊設(shè)備典型示例

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-床）改裝為攪拌摩擦焊設(shè)備。但是由于攪拌摩擦焊工作時，設(shè)備的負(fù)載遠(yuǎn)高于銑削等機(jī)加工工藝工作時產(chǎn)生的負(fù)載。因此，還需要對傳統(tǒng)的機(jī)加工機(jī)床進(jìn)行改裝，替換或增加某些部件，如導(dǎo)軌、電機(jī)和主軸等，以提高設(shè)備負(fù)載能力和剛度。圖1-2顯示的是一個將立式銑床改裝....

本文編號：3973990