鋁合金航天構件機器人TIG焊自適應控制研究.pdf

1、在航天制造領域，隨著新材料、新技術研究成果在產品上的運用，對質量檢測及生產過程控制的要求越來越高。采用自動化焊接技術已成為航天焊接工藝發(fā)展的必然趨勢。對于普通的機器人自動焊設備，由于對焊槍位置及焊接工藝參數調整方面的限制，通過示教再現進行編程，靠人的觀測與經驗對焊槍位置(包括高度和對中)及焊接參數設置，在焊接過程中不能自動適應坡口狀態(tài)及焊縫位置的實時變化。原來對焊接質量的被動性檢測已經不能適應質量控制與管理的要求。因此，針對這種情況必須

2、對焊接生產過程進行主動監(jiān)測與控制。
　　本文為了適應鋁合金航天構件TIG焊接坡口狀態(tài)的變化，建立了基于激光視覺傳感的機器人自適應焊接系統(tǒng)。系統(tǒng)采用新型激光視覺傳感器精確測量焊縫坡口，從而獲得焊縫坡口角度、間隙、截面積和錯邊等幾何信息，這些信息可用于焊前輔助構件的裝配，以及焊接過程中焊縫自動跟蹤。通過對各種接頭視覺算法的設置，完成了I型坡口、Y型坡口、搭接接頭、內角接接頭等幾種典型坡口的焊縫跟蹤，并且得到穩(wěn)定而精確的焊縫跟蹤軌跡。在

3、此基礎上，輸入合適的焊接工藝參數對裝配間隙基本為0mm的各種接頭進行焊接，得到較好的焊縫成形。
　　針對I型坡口獲取其在不同間隙下（間隙范圍為0mm-4mm）合適的焊接工藝參數，將這些參數導入系統(tǒng)的自適應控制模塊并且與相應的接頭識別算法關聯。對 I型變間隙坡口進行焊接，系統(tǒng)通過焊接過程中視覺系統(tǒng)實時檢測的坡口間隙變化情況，自動調整輸出焊接電流、焊接速度及送絲速度，實現了焊接過程中的參數自適應控制。但對于薄壁構件，由于受到工裝及散熱

4、條件的限制，僅僅采用參數自適應控制還不能達到理想的效果。這就要求針對不同的焊接條件，適當配以其他工藝方法作為輔助，效果將會更加明顯。在本產品的焊接過程中，就是采用了參數自適應配以分段對稱焊的方法，能很好的保證焊接過程的順利完成，得到符合產品焊接要求的焊縫。
　　通過對航天鋁合金產品進行參數自適應焊接，證明焊接過程自適應控制技術在實際的生產過程中是有很重要作用的。但是針對不同的產品及焊接條件要配合以不同的焊接工藝方法，這樣才能使得基