激光焊接系统的视觉定位与高精密运动控制的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baiyomkg02
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鉴于激光焊接产业广阔的发展前景和行业本身自动化水平不高的现象,本文就激光锡焊自动化系统进行了相关设计和研究。设计了一套激光锡焊自动化系统,效率为5000UPH,可代替之前17个作业员的工作,提高了生产效率和车间的自动化水平,列出了具体的设计依据和推算过程。利用简化的相机模型,依据激光本身的特点,建立了适用于激光焊接系统的三点标定法,包括原理说明和具体步骤;建立了适用于物料抓取系统的三点标定法,不需要额外的标定物,利用被测物体本身的特征即可标定,过程简单、便于操作。分析了现有加减速控制算法的特点及优缺点,并指出目前有关加减速控制的研究热点主要集中在如何具体快速规划出柔性冲击小的速度曲线上,尤其是S型速度曲线的规划过程和计算方法。针对不同焊接方式的运动特点采取了不同的加减速控制方式,对于利用激光热能直接进行焊接的振镜或准直平台,采用七段S型速度曲线加减速控制方式,并利用加加速和减加速对称、加减速和减减速对称的特点建模。对于利用激光热能进行间接焊接的平台,设计了通过设定加减速时间、行程、初末速度、运行速度、加速度上限值、速度上限值即可快速准确规划出五段S型速度曲线的规划算法,考虑了设定参数不合理导致加速度或减速度超出系统允许最大值时的情况,超出时利用本文算法重新规划,不仅可以满足初末速度相等,加减速时间相等的特殊情况,也同样适用于初末速度不相等、加减速时间不相等的普通情况。适用范围范围广、计算量小、实用性强。本论文设计的锡焊自动化机台已经投入使用,从激光干涉仪的测试数据和实际生产情况,可以验证设计的合理性和本文提出的新的柔性加减速控制算法的更高实用性。
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