激光焊接機床機電聯(lián)合建模及焊接軌跡仿真.pdf

1、激光焊接件空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了實現(xiàn)高質(zhì)量焊接，必須采用多軸聯(lián)動機床及合理的控制理論，才能滿足對焊接頭的位置和姿態(tài)的控制精度要求。因此，需要從結(jié)構(gòu)、動力學及控制三方面共同考慮研究機床性能并對焊接軌跡深入研究。本文以“5+2”激光焊接機床為研究對象，利用有限元軟件機床重要部件進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，針對多軸聯(lián)動激光焊接機床動力學建模的復(fù)雜性，研究建立其動力學模型的方法，結(jié)合機電聯(lián)合建模，搭建了機床的機電聯(lián)合仿真平臺，實現(xiàn)焊接軌跡的機電聯(lián)合仿真，為研究焊

2、接軌跡的光順性及其速度規(guī)劃提供方法。主要包括以下幾個方面內(nèi)容：
　　 針對設(shè)計的“5+2”軸激光焊接機床，分析容易產(chǎn)生振動的部件，在ANSYS平臺上建立了機床結(jié)構(gòu)的有限元分析模型并進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)機床整體動態(tài)性能的提升；考慮激光焊接機床不同結(jié)構(gòu)件的彈性變形對整個系統(tǒng)影響不同，利用針對細長桿件驅(qū)動結(jié)構(gòu)的有限段建模法與針對大范圍平動和柔性變形的有限元建模法，建立機床剛?cè)峄旌蟿恿W模型，并利用LMS實驗?zāi)B(tài)法驗證了所建模型的準確性；

3、
　　 建立了驅(qū)動機構(gòu)的控制系統(tǒng)模型，實現(xiàn)“5+2”激光焊接機床機電聯(lián)合建模，對機床的機械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)進行聯(lián)合調(diào)試，優(yōu)化了控制參數(shù)，提升了系統(tǒng)的動態(tài)特性，對控制系統(tǒng)的抗干擾能力進行仿真分析，驗證控制參數(shù)選擇的合理性；
　　 對光順前后焊接軌跡進行仿真，分析焊接頭運動軌跡、速度及加速度等參數(shù)，研究軌跡光順性對焊接質(zhì)量的影響，并通過兩組焊接實驗驗證了仿真結(jié)果的可靠性；研究了焊接速度與焊接精度之間的相互關(guān)系，尋求最優(yōu)焊接進給