發(fā)布時(shí)間：2018-01-07 00:08

  本文關(guān)鍵詞：激光焊接路徑規(guī)劃策略與控制軟件開(kāi)發(fā)　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、熱輸入小、焊接熱影響區(qū)小、焊縫晶粒細(xì)小等優(yōu)點(diǎn)。利用激光焊接可以在短時(shí)間內(nèi)在被焊件的焊縫中形成連續(xù)的而且完全熔透的焊縫,這使得焊縫深寬比、焊接速度相比常規(guī)電弧焊技術(shù)有了顯著的提高,因而激光焊接工藝被廣泛的應(yīng)用到機(jī)械制造、汽車(chē)工業(yè)、航空航天、精密儀器加工等諸多行業(yè)中。本文設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一套功能完善、通用性強(qiáng)、可靠度高的八軸激光焊接平臺(tái)。上位機(jī)軟件作為整套激光焊接平臺(tái)系統(tǒng)的控制核心,具有示教編程、三維軌跡實(shí)時(shí)顯示、G代碼編譯、繪圖模塊、軌跡規(guī)劃、工件自動(dòng)校準(zhǔn)定位等功能。其具有應(yīng)用范圍廣、功能全面、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。配合本軟件可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),使之應(yīng)用于不同的生產(chǎn)場(chǎng)景。本文首先介紹各模塊的功能和設(shè)計(jì)方案,然后針對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)討論。激光焊接的軌跡通常依靠手工示教得到,然而這種方式效率低,且規(guī)劃的路徑往往不是最優(yōu)的。隨著自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,利用CAD軟件將繪制的圖像直接轉(zhuǎn)換為G代碼實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程已成為大勢(shì)所趨,本文開(kāi)發(fā)的軟件可將繪制的圖元轉(zhuǎn)化成G代碼,但每個(gè)圖元間的空走軌跡如何規(guī)劃一直是個(gè)難題,起初按照?qǐng)D元繪制的順序依次規(guī)劃出空走軌跡,但這樣生成的軌跡往往不是最優(yōu)的,本文提出的改進(jìn)蟻群算法有效解決了這個(gè)問(wèn)題,并成功應(yīng)用到激光焊接系統(tǒng)中。在實(shí)際生產(chǎn)中,人工以及外界因素可能會(huì)導(dǎo)致工件放置位置不準(zhǔn)確,如在工件位置發(fā)生偏移時(shí)需要重新示教才能獲得新軌跡,因此效率較低且可能帶來(lái)額外誤差,難以保證焊縫的一致性�；跈C(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)識(shí)別與定位,就可避免再次示教的繁瑣并有效提高工作效率。本文提出一種基于特征匹配以及邊緣匹配的算法實(shí)現(xiàn)焊接軌跡自主校正的目標(biāo)。
[Abstract]:Laser welding has high energy density, fast welding speed, small heat input and small heat affected zone. Laser welding can form a continuous and fully permeable weld in a short time, which makes the ratio of weld depth to width. Compared with the conventional arc welding technology, laser welding technology has been widely used in mechanical manufacturing, automobile industry, aerospace. In many industries, such as precision instrument processing, this paper designs and develops a set of 8-axis laser welding platform with perfect function, strong generality and high reliability. The upper computer software is the control core of the whole laser welding platform system. With teaching programming, 3D trajectory real-time display code compilation, drawing module, trajectory planning, workpiece automatic calibration and positioning functions. It has a wide range of applications and comprehensive functions. This software can be used in different production scenarios. Firstly, this paper introduces the function and design of each module. Then the key technology of laser welding is discussed. The track of laser welding is usually obtained by manual teaching, but this method is inefficient. With the development of automation technology and computer technology, it has become a general trend to convert the drawn image directly into G code to realize automatic programming by using CAD software. The software developed in this paper can convert the drawing elements into G code, but how to plan the empty walk path between each graph element is always a difficult problem. At first, the empty walk track is planned in turn according to the sequence of drawing. However, the trajectory generated in this way is not always optimal. The improved ant colony algorithm proposed in this paper solves this problem effectively and is successfully applied to laser welding system. Artificial and external factors may lead to inaccurate placement of the workpiece, such as when the position of the workpiece is offset, it needs to be retaught to obtain the new trajectory, so it is inefficient and may bring additional errors. It is difficult to ensure the consistency of weld seam. The automatic identification and location of workpiece based on machine vision is realized. This paper presents an algorithm based on feature matching and edge matching to achieve the goal of automatic correction of welding trajectory.
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN249;TP311.52

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