激光焊接工作台运动精度及影响因素分析.docx

?

?

激光焊接工作台运动精度及影响因素分析

?

?

摘要：激光焊数控焊接工作平台是实施激光焊自动化焊接的重要设备之一，开展对激光焊数控焊接工作平台运动精度的研究，找出影响运动精度的主要因素，并更进一步提出改进控制方法措施，对于提高激光焊焊接质量和研制激光焊焊接机器人具有重要理论支持和指导的意义。本文通过实验测定和计算，对影响激光焊数控工作平台重复到位精度的主要因素进行了定量的研究，并建立相应的函数表达式。

Key：激光焊数控焊接工作平台,运动精度,直线运动,正交实验,平均到位误差

一、前言

分析激光焊工作平台的运动精度，不仅有利于进一步提高激光焊工作平台的运动精度，使激光焊的焊缝质量更为提高、更为适用于高精度工件的焊接以及减少激光焊运动中的误差使其焊接过程更为可靠，同时，随着自动化、现代化在焊接领域的发展，工作平台精度的分析更有利于进一步研究自由度更高的与焊接机器人配套的焊接变位设备，对焊接自动化发展具有极为重要的意义和实用价值。

二、激光焊数控工作平台运动精度测量实验

（一）被测焊接工作台及测试系统简介

本课题用于实验的数控焊接工作平台为适用于激光焊双轴X-Y自动化数控焊接工作平台，工作平台主要由动力系统，加紧系统，控制系统等组成，所能够加工的工件的最大面积为180mm×260mm。测量系统构成如图1所示，整体构建外观如图2所示。本实验选取ZLDS10X激光位移传感器。

（二）影响因素的选取

1）速度：根据激光焊焊接不同钢板常用的最佳速度进行由慢到快的选取，抽取了五组具有代表意义的速度值进行实验[i]，负载：在工作台可承受的重量范围内规律的选择0N、150N、300N

图2工作台与控制部分整体外观图

进行实验。3）位移：根据工作台可运动的最大位移量平均选取70mm、120mm、170mm、220mm、270mm进行实验。

（三）实验数据整理

所测得的数据往往不能直接用于分析，首先需要对测得的数据进行分类与标定，之后还需排除受外力干扰引起的观测误差以及工作平台自身故障导致的误差[ii]，若|Xi|3σ(σ是样本的标准差)则认为该值含有过失误差应予剔除。而由于工作平台工作故障如运动机构出现卡死和振动等情况下的数据只可作为参考[18][19][ii]。经处理后的数据，再通过式∑Xi//N=Xi来计算平均到位误差。

三、实验结果分析

（一）各因素单独影响工作台到位精度的分析

1.速度对工作台到位精度的影响

影响趋势分析：工作平台的到位误差是伴随着速度的增大而增大的，呈现出基本相似于线性的关系。推测这种误差是由于运动速度增大，启动和制动惯性力也增大，从而导致到位精度的降低。

2.位移对工作台到位精度的影响

Reference

[1]李亚江，王娟，夏春智编著.特种焊接技术及应用[M].北京：化学工业出版社,2008.

[2]孟晗主编.概率论与数理统计[M].上海：同济大学出版社,2010.01

[3]王正明，易东云.测量数据建模与参数估计[M]，北京：国防科技大学出版社,1997

[4]王惠文.最小二乘回归方法及其应用[M].北京：国防工业出版社,1999

[5]陈桂明，戚红雨，潘伟.MATLAB数理统计(6.X)[M].北京：科学出版社,2002

[6]D.H.Burce,李人厚.精通MATLAB综合辅导与指南[M].西安：西安交通大学出版社，1998

[7]E.P.Enander,TheMATLAB5Handbook[M].北京：机械工业出版社.1999

?

-全文完-