【摘 要】
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随着工业机器人的更新换代,焊接方式已经由人工焊接转变成自动焊接,在车辆制造业和造船业等领域应用十分广泛。事实上,每一套焊接系统都是针对某一特定的焊接过程而设计。本文根据某企业C64K型敞车返修焊接过程中出现的车体尺寸大,焊接范围广等一系列问题设计了一套数控智能龙门割焊系统。同时,采用直线插补原理进行示教再现,从而实现焊缝跟踪。此外,针对焊接过程中的部分焊缝间隙较大、高低错边而导致的熄弧现象,设计了
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随着工业机器人的更新换代,焊接方式已经由人工焊接转变成自动焊接,在车辆制造业和造船业等领域应用十分广泛。事实上,每一套焊接系统都是针对某一特定的焊接过程而设计。本文根据某企业C64K型敞车返修焊接过程中出现的车体尺寸大,焊接范围广等一系列问题设计了一套数控智能龙门割焊系统。同时,采用直线插补原理进行示教再现,从而实现焊缝跟踪。此外,针对焊接过程中的部分焊缝间隙较大、高低错边而导致的熄弧现象,设计了一套焊枪摆动自动调节装置,通过焊枪实时摆动进而避免了熄弧现象,并有效地改善了此类焊缝的焊接质量。具体研究内容如下:(1)为了解决车体尺寸大,焊接范围广等问题,本文设计了具有六个自由度的数控智能龙门割焊系统。该系统包括:XYZ三个方向的移动,Z方向上的Z轴翻转自由度,Z轴旋转自由度,以及枪头旋转自由度。根据该系统所需要的设备及部分设备的参数要求,协同成都某公司对现有的设备进行改进以满足所需的数控智能龙门割焊系统,进而采用示教再现来完成焊缝跟踪过程。(2)针对焊缝间隙较大甚至高低错边而导致的熄弧问题,本文设计了焊脚自动调节系统。首先,将激光位移传感器检测到的焊缝不平整度信息发送给STM32单片机。然后,根据信息来判断是否发出脉冲信号以控制步进电机。接着,按照工艺需求,通过步进电机转动的角度和速度来实现焊枪的摆动,使得新板材和母材更好地熔合。最后,根据实际问题的需求选择最优参数的硬件并使用MDK作为软件的开发环境,对各个功能进行模块化并编写代码,进而完成了焊枪摆动自动调节装置的软硬件设计和实现。(3)基于已经完成了的数控智能龙门割焊系统,进行了示教再现切割和焊接实验。实验表明:通过示教再现完成切割和焊接的方案是有效的,不仅解决了车体尺寸大,焊接范围广等问题,而且较好地实现了工艺需求。此外,还完成了焊枪摆动自动调节装置的参数匹配实验。该实验证明:通过焊枪的实时摆动,可以解决在焊接过程中由于焊缝间隙较大甚至出现高低错边所产生的熄弧问题,并且快行走速度匹配快摆动速度是可以得到效果良好的焊缝质量。
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