基于焊槍與熔池耦合模型的焊工調(diào)控行為研究
關(guān)鍵詞：焊工經(jīng)驗 熔池流動 焊槍姿態(tài) 三維傳感 耦合模型
摘要：模擬解析有經(jīng)驗高級焊工焊接行為并實現(xiàn)抽象焊接行為的程序化無疑是快速發(fā)展機器人智能化焊接的優(yōu)選路徑之一。而同步傳感測量焊工焊槍姿態(tài)和熔池狀態(tài)是實現(xiàn)焊接行為程序化的關(guān)鍵。針對現(xiàn)有焊槍姿態(tài)和熔池特征測量系統(tǒng)的獨立性及焊工與熔池交互過程的同步耦合分析需求,建立了傳感器-萬向節(jié)-焊槍鎢極尖端三坐標系間的數(shù)學轉(zhuǎn)換模型和熔池與焊槍鎢極尖端運動坐標的雙向耦合模型。通過預(yù)設(shè)機器人焊槍姿態(tài)擺動試驗驗證了雙向耦合模型的有效性和準確性。在時空同一坐標下對比分析了不同焊接水平焊工對熔池狀態(tài)的調(diào)控行為和焊縫成形質(zhì)量的控制能力。結(jié)果表明,利用熔池-焊槍雙向耦合模型可以獲得能夠表征焊工操控焊槍空間運動的較準確姿態(tài)樣本數(shù)據(jù);經(jīng)模型轉(zhuǎn)換的焊工操控焊槍α、β角與機器人擺動預(yù)定值的誤差均小于1.2°,γ角誤差約為1.5°;未經(jīng)實操培訓焊工操控焊槍規(guī)范性差,調(diào)控熔池動態(tài)平衡表現(xiàn)出調(diào)節(jié)時刻和規(guī)律的高隨機性,對熔池狀態(tài)動態(tài)評估能力極其匱乏,無法保證焊接過程穩(wěn)定和高的焊接質(zhì)量;經(jīng)長期實訓焊工運槍動作規(guī)范、規(guī)律性強,對熔池狀態(tài)動態(tài)評估能力豐富和強的交互意識,全焊接過程能夠保持熔池形態(tài)的穩(wěn)定和焊縫的全熔透。
機械工程學報雜志要求:
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