雙光束激光焊接控制及其焊縫跟蹤技術.pdf

1、航空、汽車制造及造船等行業(yè)的筋壁板通常采用T型接頭結構,T型接頭的激光焊接質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的應用推廣。一般無約束情況下,高強鋁合金T型接頭結構采用單光束激光焊接時容易出現(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。為了實現(xiàn)對T型接頭的雙光束激光焊接,建立了雙光束激光焊接測量一體化平臺,對雙光束激光焊接過程中的跟蹤控制技術進行了

2、研究,主要內容如下:
　　深入分析了T型接頭雙光束焊接過程對平臺結構及控制功能的需求,并針對T型焊縫在雙光束激光焊接過程中的特點建立了10軸6聯(lián)動的焊接與測量控制平臺。通過齊次坐標變換,建立了機床的運動學模型,實現(xiàn)了對T型焊縫的軌跡規(guī)劃。
　　基于開放式數(shù)控技術,研制了T型接頭雙光束激光焊接測量控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PC+NC的體系結構,以運動控制卡為下位機實現(xiàn)了6軸聯(lián)動控制,采用基于視覺傳感器的焊縫跟蹤技術實現(xiàn)了焊接過程中的焊

3、縫偏差動態(tài)補償,以IPC為上位機實現(xiàn)了多軸聯(lián)動控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)。
　　確立了對焊縫變形的補償原則與焊縫補償?shù)膶嵤┝鞒?并結合多軸聯(lián)動平臺的特點,提出了適合本平臺的變形補償?shù)膱?zhí)行方式。設計了基于PID控制的位置環(huán),從而提高了跟蹤系統(tǒng)的控制精度。在對視覺傳感器反饋的數(shù)據(jù)分析的基礎上設計了高速焊接過程中的跟蹤算法,提出了針對曲線焊縫進行焊接的要求。結果表明:研究的焊接跟蹤控制系統(tǒng)能夠快速,準確的對焊接過程中的偏差進行動態(tài)補償,能夠很好