激光焊接机器人复杂曲面加工轨迹数字孪生控制算法

作     者：陈永强 曹雪龙 CHEN Yongqiang;CAO Xuelong

作者机构：芜湖职业技术学院智能制造学院安徽芜湖241006 安徽信息工程学院机械工程学院安徽芜湖241100 

基　　金：安徽省教育厅高校自然科学重点项目“基于数字孪生技术的柔性激光焊接产线运维系统设计研究及应用分析”(2022AH052196) 芜湖职业技术学院校级科技创新团队项目“金属3D打印工程技术研究科技创新团队”(Wzykytd202204) 

出 版 物：《桂林航天工业学院学报》 (Journal of Guilin University of Aerospace Technology)

年 卷 期：2023年第28卷第2期

页      码：202-207页

摘      要：针对刀具与切割位置既相联系又相区别,焊接过程及后期加工效率较低的问题,提出了激光焊接机器人复杂曲面加工轨迹数字孪生控制算法。利用测点的坐标转换矩阵,求解测量点到激光焊接机器人复杂曲面的最短距离,根据点到三角面片的距离计算原理,补偿了激光焊接机器人复杂曲面的加工误差;定义复杂曲面加工轨迹跟踪策略,利用跟踪策略系数求取复杂曲面加工轨迹跟踪的概率函数,结合高斯函数,计算复杂曲面加工轨迹跟踪策略的对数梯度,完成复杂曲面加工轨迹的跟踪。利用数字孪生技术将复杂曲面加工轨迹的坐标点导入虚拟空间,通过坐标点的映射,获取加工轨迹速度与转速的关系,结合数字孪生物理模型,实现复杂曲面加工轨迹的控制。实验结果表明,该算法在控制激光焊接机器人复杂曲面的加工轨迹时,与生成的加工轨迹更加接近,并将复杂曲面加工效率提高到90%以上。为激光焊接机器提供切实可行的焊接方案,提高复杂曲面加工轨迹控制性能。

主 题 词：误差补偿 数字孪生 加工轨迹 复杂曲面 激光焊接 轨迹跟踪 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1009-1033.2023.02.006

馆 藏 号：203122503...