[發明專利]一種基于離心角變化的管板焊接的橢圓插補方法

在審

• 申請號: 201410580030.4
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104408226A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李國文;趙凡;黃軍壘;青華;劉華榮
• 申請（專利權）人: 鄭州斯倍思機電有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 李想

技術領域

本發明屬于制造業自動化領域的管板焊接控制系統，尤其涉及一種基于離心角變化的管板焊接的橢圓插補方法。?

背景技術

隨著計算機技術和自動化加工技術的發展，焊接自動化裝備以及焊接機器人已經成為世界各國重點發展的重要裝備，實現智能化的焊接自動化已經成為我國工業現代化發展的必然要求。在我國的焊接中小企業，普遍采用人工焊接實現對復雜焊縫的焊接，焊接質量受工人的熟練程度和技術影響較大，存在差異性，效率低，且焊接行業高輻射、金屬煙塵、有害氣體、射線和噪聲等危害影響人體健康，造成招工難和人工成本居高不下等問題。因此實現復雜焊縫的自動化焊接是非常必要的，研究一種用于橢圓焊縫焊接的插補方法對實現散熱器管板焊接具有重要意義。?

焊接過程中常用的插補方法有逐點比較法與數字積分法(DDA)。逐點比較法可以保證在焊接過程中速度的平和性，但在多軸聯動系統中插補不均勻，這對于對密封性要求很高的散熱器管板焊接來說，很不適用；數字積分法利用弦長近似等于弧長來求插補點，在多軸聯動系統中易于實現，且運算效率高，很適用于函數運算。但其在計算過程中使用了除法，使得數據處理起來比較復雜，且在實現過程中速度會隨著被積函數的大小變化，插補速度不平穩，插補精度不高，很容易產生焊接缺陷。比較積分法，結合了比較法和積分法的優點，在每?一次脈沖進給時需比較各坐標進給脈沖間隔的大小，才能確定每次的具體進給的基準軸，每輸出一個脈沖就得作偏差判別、坐標進給和新偏差計算，此外還需要進行過象限處理，計算繁瑣。?

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于離心角變化的管板焊接的橢圓插補方法，可以確保焊機在焊接過程中速度不會發生突變，并最大程度上發揮上位機的計算優勢，加快系統運行速度，減小硬件部分的負擔，保證焊縫的一致性，提高焊接的質量。?

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：一種基于離心角變化的管板焊接的橢圓插補方法，其特征在于，包括以下步驟：?

ST1：確定插補起點的位置；?

ST2：根據所需焊接的軌跡得到插補周期與插補線速度；?

ST3：結合橢圓參數方程，計算橢圓在每次插補過程中離心角的變化量；?

ST4：將ST3中離心角的變化量轉換為橢圓曲線中插補點坐標值的變化量，根據插補點坐標值的變化量得出下一插補點坐標和各坐標軸進給速度；?

ST5：將ST4中計算出的下一個插補點的坐標和各坐標軸進給速度傳遞給控制器，控制器將它們傳遞給各相應伺服電機，由伺服電機帶動機械結構和焊機執行相應命令，完成插補。?

在插補開始前，如果插補起始點不是橢圓焦點，需要經過坐標變換將插補起始點轉換成橢圓焦點。?

在插補過程中，插補步長ΔL、插補周期T、線速度v滿足：?

ΔL＝v×T????(1)，?

所述插補線速度v滿足：?

其中，v_x和v_y分別是X軸方向速度與Y軸方向速度，?

上述插補周期T固定，插補線速度v保持不變，則可得到保持不變的插補步長ΔL。?

所述ST3中，離心角的變化量為離心角的增量，在焊接過程中，插補軌跡從M點移動到N點，離心角由θ_i變為θ_i+1，得到離心角增量Δθ_i為：?

Δθ_i＝|θ_i+1-θ_i|???(3)；?

若插補周期T很小，且ΔL<<R,則有如下關系：?