雙光束激光焊接控制及其焊縫跟蹤技術(shù).pdf

1、航空、汽車制造及造船等行業(yè)的筋壁板通常采用T型接頭結(jié)構(gòu),T型接頭的激光焊接質(zhì)量和效率直接影響了這些行業(yè)的發(fā)展速度和激光焊接技術(shù)的應(yīng)用推廣。一般無約束情況下,高強(qiáng)鋁合金T型接頭結(jié)構(gòu)采用單光束激光焊接時(shí)容易出現(xiàn)變形、氣孔、裂紋和焊縫成形等問題。采用雙光束激光雙路焊接及其跟蹤控制能很好的解決T型接頭在激光焊接過程中的接頭變形問題。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)T型接頭的雙光束激光焊接,建立了雙光束激光焊接測(cè)量一體化平臺(tái),對(duì)雙光束激光焊接過程中的跟蹤控制技術(shù)進(jìn)行了

2、研究,主要內(nèi)容如下:
　　深入分析了T型接頭雙光束焊接過程對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)及控制功能的需求,并針對(duì)T型焊縫在雙光束激光焊接過程中的特點(diǎn)建立了10軸6聯(lián)動(dòng)的焊接與測(cè)量控制平臺(tái)。通過齊次坐標(biāo)變換,建立了機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)T型焊縫的軌跡規(guī)劃。
　　基于開放式數(shù)控技術(shù),研制了T型接頭雙光束激光焊接測(cè)量控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PC+NC的體系結(jié)構(gòu),以運(yùn)動(dòng)控制卡為下位機(jī)實(shí)現(xiàn)了6軸聯(lián)動(dòng)控制,采用基于視覺傳感器的焊縫跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)了焊接過程中的焊

3、縫偏差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,以IPC為上位機(jī)實(shí)現(xiàn)了多軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)。
　　確立了對(duì)焊縫變形的補(bǔ)償原則與焊縫補(bǔ)償?shù)膶?shí)施流程,并結(jié)合多軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)的特點(diǎn),提出了適合本平臺(tái)的變形補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行方式。設(shè)計(jì)了基于PID控制的位置環(huán),從而提高了跟蹤系統(tǒng)的控制精度。在對(duì)視覺傳感器反饋的數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了高速焊接過程中的跟蹤算法,提出了針對(duì)曲線焊縫進(jìn)行焊接的要求。結(jié)果表明:研究的焊接跟蹤控制系統(tǒng)能夠快速,準(zhǔn)確的對(duì)焊接過程中的偏差進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,能夠很好