鋁合金航天構(gòu)件機器人TIG焊自適應(yīng)控制研究.pdf

1、在航天制造領(lǐng)域，隨著新材料、新技術(shù)研究成果在產(chǎn)品上的運用，對質(zhì)量檢測及生產(chǎn)過程控制的要求越來越高。采用自動化焊接技術(shù)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(shè)備，由于對焊槍位置及焊接工藝參數(shù)調(diào)整方面的限制，通過示教再現(xiàn)進行編程，靠人的觀測與經(jīng)驗對焊槍位置(包括高度和對中)及焊接參數(shù)設(shè)置，在焊接過程中不能自動適應(yīng)坡口狀態(tài)及焊縫位置的實時變化。原來對焊接質(zhì)量的被動性檢測已經(jīng)不能適應(yīng)質(zhì)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(chǎn)過程進行主動監(jiān)測與控制。
　　本文為了適應(yīng)鋁合金航天構(gòu)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(yīng)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(gòu)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(shè)置，完成了I型坡口、Y型坡口、搭接接頭、內(nèi)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(chǔ)上，輸入合適的焊接工藝參數(shù)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(shù)，將這些參數(shù)導(dǎo)入系統(tǒng)的自適應(yīng)控制模塊并且與相應(yīng)的接頭識別算法關(guān)聯(lián)。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(diào)整輸出焊接電流、焊接速度及送絲速度，實現(xiàn)了焊接過程中的參數(shù)自適應(yīng)控制。但對于薄壁構(gòu)件，由于受到工裝及散熱

4、條件的限制，僅僅采用參數(shù)自適應(yīng)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(chǎn)品的焊接過程中，就是采用了參數(shù)自適應(yīng)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(chǎn)品焊接要求的焊縫。
　　通過對航天鋁合金產(chǎn)品進行參數(shù)自適應(yīng)焊接，證明焊接過程自適應(yīng)控制技術(shù)在實際的生產(chǎn)過程中是有很重要作用的。但是針對不同的產(chǎn)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