基于软件的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法

在介绍五轴联动数控焊接机床结构与工作原理的基础上,重点研究了基于软件体系结构的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法。以实现椭球面封头焊接接管的相贯线接缝自动焊接为例,分别介绍了相贯线接缝空间曲线方程构建、利用直线段插补拟合接缝曲线时各插补离散点坐标参数与焊枪姿态调整参数计算以及各坐标轴插补位移量计算等算法。利用本文介绍的软件算法对复杂相贯线接缝自动焊接运动过程进行控制,具有较高的柔性和通用性,并且大幅度地降低了设备成本。     

相贯线接缝自动焊接实时插补控制算法与仿真

在一种专用焊接机床的基础上，以圆柱管之间连通焊接形式为例，介绍了实现复杂相贯线接缝自动焊接的可控步长实时插补控制算法，重点研究了保持焊接速度恒定以及满足给定逼近误差条件时，利用等长直线段拟合复杂空间曲线的插补计算处理方法。以一种通用的圆柱管之间连通焊接应用为例，进行了实时控制算法计算说明，并且利用OpenGL工具软件，对插补合成运动轨迹进行了动态仿真。仿真结果表明，该实时插补控制算法是可行的。     

圆管相贯线接缝优化的等间距直线逼近算法的研究

两圆柱管之间的连接形成的相贯线接缝为复杂的空间曲线。为了实现两圆管相贯线接缝的自动焊接,加工出满足焊接精度的相贯线接缝,需要对数控设备的运动轨迹进行控制。首先建立圆管斜交的空间相贯线数学模型,通过MATLAB编程验证曲线模型的正确性,在对数控设备运动学模型分析的基础上将空间曲线展开到平面曲线,利用Origin软件拟合平面展开曲线,根据优化的等间距法原理,利用VB软件开发了数控系统实现了插补过程的动态仿真。结果表明,该算法能够满足相贯线轨迹控制的精度要求,为相贯线研究设计奠定了技术基础。     

焊缝曲线的数学模型及其仿真

自动焊机在对两相交管件焊接之前,为了实现焊枪准确的插补运动,利用空间解析几何推导出其相贯线的运动参数方程,结合计算机图形学在VC 界面下实现对焊缝的加工模拟仿真.     

圆锥圆管相贯线平面展开曲线的研究与仿真

为实现复杂曲面相贯线的切割和焊接,需要对切削轨迹进行控制,通过齐次坐标变换建立圆锥管-圆管相贯的复杂曲面相贯模型,推导空间相贯线及其平面展开曲线的表达式,通过Matlab软件对正交、斜交、正交偏置及斜交偏置4种模型的相贯线及其平面展开曲线进行编程仿真,验证曲线模型的正确性,使用Origin软件对相贯线平面曲线进行分段拟合,并对其进行误差分析,为复杂管件曲面的相贯线研究提供实验数据。     

关于异径圆管相贯线比较积分插补算法的研究

为实现相贯线数控切割及两管的理想焊接,就需要对切削工具的运行轨迹进行控制,由于比较积分法插补算法具有插补精度高和速度控制容易等特点,因而对相贯线比较积分插补算法的研究具有重要的现实意义。通过齐次坐标变换建立了两异径圆管偏置斜交空间相贯线的数学模型;通过MATLAB编程仿真,获得了一系列相贯平面展开曲线上的节点;利用Origin软件拟合相贯平面展开曲线,获得了二阶线性方程;根据比较积分法插补算法原理,利用VB编程软件实现了相贯平面展开曲线插补过程的动态仿真,为相贯曲线的研究设计、加工制造等奠定了理论与实践的技术基础。     

椭圆柱相贯线槽的数控加工

通过建立椭圆柱相贯线的数学模型确定刀具的运动轨迹,利用宏程序的变量编程功能实现刀具轨迹的控制,并经过插补误差计算来确定步进值,以确保复杂曲线加工的精度。     

工业机器人在五星脚焊接加工中的轨迹规划

五星脚的焊接加工过程中,对焊枪的运动路径和姿态要求非常严格,使用传统的焊接方法,焊接质量不稳定,焊缝不尽美观,且效率低。基于工业机器人的关节结构和焊接加工过程中的工艺要求,建立相应几何模型,研究了五星脚焊缝相贯的曲线方程,及工业机器人在焊接过程中运动轨迹控制的插补算法,实现了机器人姿态和焊枪位置连续轨迹的规划和运动控制。实验结果表明,工业机器人焊接过程流畅没有停顿,运动轨迹和规划轨迹吻合度很高,可获得良好的焊缝质量。该研究对工业机器人在五星脚的焊接加工及同类零件焊接加工具有很好的应用参考价值。     

螺旋叶片自动焊接机床的设计与分析

为了实现对螺旋叶片自动跟踪焊接,在传统机床的基础上设计了一种螺旋叶片自动焊接机床.该机床利用步进电机分别对螺旋叶片的旋转运动和焊枪的直线运动进行联合控制,实现了螺旋叶片与圆柱连接处的空间曲线接缝的焊接.通过数学建模和相应的插补运算,保证了其焊接的精度要求.该机床可以实现一般的点焊、直线焊以及圆弧焊,还可以满足不同长度螺旋叶片的焊接要求,机构简单,操作方便,效率高.最后对自动焊接机床的系统精度进行分析,并提出了改善措施.     

圆管相贯线切割过程仿真及数控代码自动生成

以钣金展开理论为基础建立了圆管相贯线三维方程,在AutoCAD2000环境下用VBA(VisualBasicforApplication)实现了相贯线的平面展开、圆管切割后预览、切割过程仿真及用于火焰切割的数控代码的自动生成。     

空间曲线数控自动编程

详细推导了任意形式相交的圆管相贯线的数学模型。在AutoCAD环境下实现了圆管相贯线及其板材展开图形的绘制以及加工代码自动生成。     

前置检测焊缝自动跟踪控制系统设计

研究一种适用于集装箱生产过程中波纹板与方管的自动焊接控制系统。利用激光传感器进行前置位移数据采集、三菱L系列PLC控制四轴伺服的定位,并利用定位数据进行两轴插补控制,从而实现焊枪沿焊缝轨迹的自动跟踪。此外,还提出了对于由镜面反射造成的异常数据的处理方法和建议。     

基于PMAC的马鞍形焊缝焊机数控系统研究

基于PMAC运动控制卡开发了马鞍形焊缝焊机数控系统。首先,构建了数控系统硬件结构。然后,针对接管与筒体焊接前存在变形、安装误差等复杂情况,提出采用马鞍形曲线直接插补和在线示教方式相结合的轨迹规划策略。MATLAB仿真结果表明,该策略很好地实现了对焊枪运动轨迹的控制。最后,基于模块化设计理念开发了数控系统软件,其功能完善,运行稳定,实现了对马鞍形焊缝焊机的控制。     

圆锥面及与平面倒圆角面螺旋插补铣削工艺及宏程序设计

数控铣床加工圆锥面及其与平面倒圆角面时,通常采用CAD/CAM软件自动编程或手工以等高加工方式编程,存在不能满足高速切削和产生接刀痕的问题。螺旋插补铣削工艺设计和宏程序编制实现了刀具连续下刀并平稳运行,提高了此类曲面加工的效率和质量。     

基于曲线长度自调整速度方程的非均匀有理B样条插补算法

针对非均匀有理B样条(NURBS)曲线加工过程中速度规划复杂、效率低以及机床震颤剧烈的问题,提出一种高效规划进给速度的NURBS插补算法。预处理过程计算出待加工NURBS曲线插补参数及误差速度,根据误差速度曲线分析加工路径的加减速情况,并基于加/减速区间长度自动调整三次多项式速度方程,实现平滑的速度与加速度曲线;实时插补过程采用基于Adams-Moulton方法计算初始参数,然后采用二分法对参数进行寻优,将插补过程中速度波动控制到加工要求精度范围内,从而降低机床的振动。通过MATLAB仿真,验证了所提算法加减速规划的高效性和参数计算的精确性,表明该算法在复杂曲线曲面加工领域可以提高机床加工效率与精度。     

异径圆管相贯线数学模型及其平面展开曲线逼近算法

为实现两异径圆管相贯的理想焊接,需要对相贯线的切割轨迹进行控制,加工出满足一定精度要求的相贯曲线。首先,通过齐次坐标变换建立了两异径圆管偏置斜交的空间相贯线的数学模型,并将其展成平面曲线;再利用MATLAB对空间相贯曲线及其平面展开曲线进行仿真,验证了曲线模型的正确性。最后,依据等间距原理,VB编程实现了直线逼近平面展开曲线并生成相应的数控加工代码,为相贯线的研究设计奠定了技术基础。     

PC数控系统的NURBS曲面插补控制方法

针对提高复杂曲面数控加工精度和效率的需求,提出一种适合PC数控系统的NURBS曲面插补控制方法,给出信息处理与控制的实现机制、加工路径规划方法和刀具运动轨迹求解算法。插补实例表明,所提出的方法是可行的,不仅可保证插补点准确位于被插补曲面上,而且具有良好的实时性,可以满足高性能PC数控系统的要求。     

FANUC数控系统在旋转曲面加工中的灵活运用

FANUC321数控系统中,新增圆锥插补功能,刀路均匀流畅,使一些相对复杂的曲线路径在手工编程中成为现实,广泛应用于旋转类曲面的铣削加工,取得了很好的加工效果,谨以锥螺纹和球窝曲面为例,浅谈圆锥插补功能的扩展与运用.     

基于MFC和OpenGL的相贯线焊接仿真系统设计

首先根据相贯线焊接仿真系统的功能对系统的总体结构进行了规划与设计。其次根据工艺参数和焊接过程中的运动特点进行了机械结构设计,使得焊枪能够根据需要进行灵活的运动。再次通过插补运算和工艺流程的设计实现焊接设备与工件的运动控制,从而兼顾运动的合理性与精确性。系统在MFC和OpenGL环境下开发,实现了对自动焊接和示教焊接过程的仿真,并能在示教焊接结束时进行实际轨迹与理论轨迹的对比。在OpenGL使用中采用轨迹球技术实现视角控制,并具备碰撞检测功能。     

基于Pro/E的超声波检测机械手三维建模及运动仿真研究

针对复杂曲面零件的无损检测,设计了一个五自由度的超声波检测机械手,并利用Pro/E软件对此机械手进行了三维建模及运动仿真。