成果发布 | 焊接过程中轨迹在线动态规划与焊道跟踪协同的控制方法
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焊接过程中轨迹在线动态规划与焊道跟踪协同的控制方法
01.成果简介
在能源装备、重型机械、船舶制造等领域中的大型构件焊接场合，移动焊接机器人因其 大范围运动能力等优势成为解决大尺度、复杂的空间曲线焊缝自动化焊接的有效方法。受安装于移动焊接机器人的机器人本体上机载执行机构装置(例如机械臂、直角坐标系式X-Y 滑架等)的工作行程所限制，需要结合机器人本体实时调整其位置与姿态以保证焊炬对中焊缝中心，即在机器人本体与机载执行机构的协同控制下进行焊接作业。
现有的移动焊接机器人主要采用单一类型的焊缝跟踪传感器，包括电弧传感器、视觉传 感器，采用电弧传感器的移动焊接机器人仅检测熔池区域并从中获取焊接偏差信息，机器人本体根据电弧传感器获取的实时焊接偏差信息或机载执行机构的实际纠偏行为调整位姿，要求机载执行机构具有较大的有效工作行程；而且，机器人本体对焊道的跟随运动易受移动焊接机器人系统的机电惯性影响导致控制滞后，特别是在曲线焊缝轨迹局部大曲率区域与折角区域等需要移动焊接机器人执行大角度转弯运动以跟踪焊缝轨迹的区域，因难以及时调整位姿，极易产生偏焊缺陷，或因焊接速度变化导致焊缝成形不良；采用视觉传感器的移动焊接机器人为了避免强烈弧光干扰，视觉传感器检测区域通常与电弧熔池区域存在一定距离，难以实时补偿因焊接母材受热变形导致焊缝位置与尺寸的变化。
本项成果提出了一种焊接过程中轨迹在线动态规划与焊道跟踪协同的控制方法，以便实现大尺度复杂轨迹焊缝焊接中的焊道精确跟踪，同时保证焊缝成形质量。
02.应用前景
本项成果属于移动(式)焊接机器人技术领域。涉及一种焊接过程中轨迹在线动态规划与焊道跟踪协同的控制方法，可广泛应用于移动机器人自动化焊接等方面。
03.知识产权
本项成果涉及1项授权专利。
04.团队介绍
本项目团队主要研究领域包括：成形制造（材料加工）复杂过程建模与控制，智能化焊接技术及航天制造工程应用，无损检测可视化技术及在钢管制造工程应用等。团队负责人为清华大学长聘教授，机械工程系学术委员会副主任，成形装备及自动化研究所所长，先进成形制造教育部重点实验室副主任，已获得国内外授权发明专利八十余项，在国内外期刊和会议发表学术论文二百余篇。
05.合作方式
商务合作。
06.联系方式
邮箱：zhangyan2017@tsinghua.edu.cn
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