多約束條件下三維拼縫測量及焊接軌跡生成技術.pdf

1、激光焊接是一種先進的高速、高精、高效、高品質的焊接方式，已廣泛應用于航空航天、汽車、船舶、石油化工、電子等尖端工業(yè)，是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ母吣苁骱附蛹夹g之一。焊接軌跡生成技術作為激光焊接技術的重要組成部分，一直是該領域的研究熱點。本文在總結國內(nèi)外最新研究及應用成果的基礎上，針對激光焊接與測量軌跡生成中存在的主要問題，對大型航空航天薄壁結構件三維拼縫的測量、焊接軌跡生成和拼縫變形動態(tài)補償?shù)确矫娴南嚓P理論和關鍵技術進行了系統(tǒng)研究與實踐。

2、針對航空航天件三維拼縫的幾何特性，研究了三維拼縫的焊接策略，分析了“5+2”軸激光焊接測量機床的運動方案。采用齊次坐標變換方法，建立機床運動學模型，并分別對測量頭和焊接頭的運動學方程進行求解，為拼縫幾何建模和運動軌跡生成提供技術支撐。針對人工示教精度和效率較低的問題，提出了基于視覺傳感器的快速自動示教方法。通過建立機床關節(jié)空間與笛卡爾空間的映射關系，進行測量頭運動學正解與反解，實現(xiàn)了三維拼縫的快速自動示教測量?；谑窘虦y量建立的三維拼縫

3、粗略模型，研究了多幾何約束條件下的連續(xù)測量軌跡生成方法。通過曲線離散和控制點位姿插值，規(guī)劃連續(xù)測量軌跡；在保證精度的前提下兼顧效率，規(guī)劃連續(xù)測量速度。最終建立滿足實時焊接要求的精確拼縫模型。為了適應實時焊接邊焊邊測的功能需求，對多約束條件耦合下的焊接軌跡生成方法進行研究。通過構造焊點測點匹配的控制點序列，控制焊接頭和測量頭同時位于拼縫中心，實現(xiàn)了兩者多幾何約束之間的解耦，達到了焊測同步進行目的。針對實時焊接時的拼縫變形問題，研究了焊接軌