基于误差控制的平面凸轮廓焊缝数控算法的研究与仿真

摘要

自动化焊接加工在金属加工制造业占有极其重要的地位。数控焊接系统作为自动化焊接技术的核心组成部分，其研究有利于促进数控焊接规模化的普遍性应用。作为北京市机械创新平台项目《平面凸轮廓多轴数控焊床》的重要组成部分，基于误差控制的平面凸轮廓焊缝曲线的表达和焊接控制点算法研究，是实现凸轮廓焊接的课题难点之一。 本文以平面凸轮廓焊缝曲线为研究对象，以VC++作为开发平台。首先应用测量机获取焊缝的关键点数据形成数据文件即为程序的输入文件;再应用包括直线、圆、B样条等重构平面凸轮廓形成焊缝曲线计算机表达，设计数据的简洁直观的输入方式，以实现输入数据的程序化语言;根据焊缝曲线的特征，采用等误差螺旋线拟合的方法，运用二分法对不同几何性质的曲线进行节点划分;应用自编动画仿真系统，检验焊枪运动的精确性和合理性，形成焊缝控制点数据文件，按照设计的PLC通讯协议，将数据传递给焊床控制器，实现三轴联动数控焊接机床的焊接操作。 本文应用MFC类库开发的平面凸轮廓焊接控制算法与仿真系统，实现了测量数据引入与生成的关键点数据输出，能够与PLC实现协议通讯，系统界面设计友好，操作方便。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．1．1 国外数控焊接的现状和发展

1．1．2 国内数控焊接的现状和发展

1．2 课题的来源，内容及目标结果意义

1．2．1 课题的来源及研究内容

1．2．2 课题的意义

1．3 技术路线与开发工具

1．3．1 技术路线

1．3．2 开发工具

第2章 数控焊床的介绍及工作原理

2．1 数控焊床的简介

2．1．1 钨极氩弧焊简介

2．1．2 数控焊床工艺参数及结构

2．2 数控焊床的焊枪及工件的运动方式

2．3 PLC数据结构要求

2．3．1 主轴参数说明(A轴)

2．3．2 径向进给参数说明(B轴)

2．3．2 钨极姿态参数说明(C轴)

2．3．4 时间间隔参数(D)

2．4 本章小结

第3章 曲线数学建模及算法的研究

3．1 平面凸轮廓曲线不同类型曲线的表达

3．1．1 直线和圆弧

3．1．2 B样条曲线

3．1．3 表达式

3．2 曲线节点的划分

3．2．1 等误差螺旋线的理论计算方法

3．2．2 等误差螺旋线逼近的节点计算

3．2．3 凸轮廓封闭曲线等误差螺旋线逼近的实现

3．3 节点处不同情况下的细节处理

3．4 插补算法

3．4．1 插补的基本概念

3．4．2 插补控制算法

3．5 本章小结

第4章 系统功能的实现

4．1 开发环境

4．2 程序实现

4．2．1 界面设计

4．2．2 数据输入

4．2．3 数据输出

4．2．4 PLC通信

4．2．5 仿真验证

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 论文展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢