關(guān)鍵詞：焊工經(jīng)驗(yàn) 熔池流動(dòng) 焊槍姿態(tài) 三維傳感 耦合模型 

摘要：模擬解析有經(jīng)驗(yàn)高級(jí)焊工焊接行為并實(shí)現(xiàn)抽象焊接行為的程序化無疑是快速發(fā)展機(jī)器人智能化焊接的優(yōu)選路徑之一。而同步傳感測(cè)量焊工焊槍姿態(tài)和熔池狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)焊接行為程序化的關(guān)鍵。針對(duì)現(xiàn)有焊槍姿態(tài)和熔池特征測(cè)量系統(tǒng)的獨(dú)立性及焊工與熔池交互過程的同步耦合分析需求,建立了傳感器-萬向節(jié)-焊槍鎢極尖端三坐標(biāo)系間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換模型和熔池與焊槍鎢極尖端運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的雙向耦合模型。通過預(yù)設(shè)機(jī)器人焊槍姿態(tài)擺動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)證了雙向耦合模型的有效性和準(zhǔn)確性。在時(shí)空同一坐標(biāo)下對(duì)比分析了不同焊接水平焊工對(duì)熔池狀態(tài)的調(diào)控行為和焊縫成形質(zhì)量的控制能力。結(jié)果表明,利用熔池-焊槍雙向耦合模型可以獲得能夠表征焊工操控焊槍空間運(yùn)動(dòng)的較準(zhǔn)確姿態(tài)樣本數(shù)據(jù);經(jīng)模型轉(zhuǎn)換的焊工操控焊槍?duì)痢ⅵ陆桥c機(jī)器人擺動(dòng)預(yù)定值的誤差均小于1.2°,γ角誤差約為1.5°;未經(jīng)實(shí)操培訓(xùn)焊工操控焊槍規(guī)范性差,調(diào)控熔池動(dòng)態(tài)平衡表現(xiàn)出調(diào)節(jié)時(shí)刻和規(guī)律的高隨機(jī)性,對(duì)熔池狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估能力極其匱乏,無法保證焊接過程穩(wěn)定和高的焊接質(zhì)量;經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)訓(xùn)焊工運(yùn)槍動(dòng)作規(guī)范、規(guī)律性強(qiáng),對(duì)熔池狀態(tài)動(dòng)態(tài)評(píng)估能力豐富和強(qiáng)的交互意識(shí),全焊接過程能夠保持熔池形態(tài)的穩(wěn)定和焊縫的全熔透。

機(jī)械工程學(xué)報(bào)雜志要求:

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{2}論點(diǎn)新穎，論證充分，結(jié)論可靠；條理分明，行文簡(jiǎn)練，用字規(guī)范。

{3}對(duì)于一稿多投者，由作者自行承擔(dān)后果。

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