一、船形焊接工艺参数的确定方法（论文文献综述）
王志兴[1]（2021）在《装配式钢结构住宅组焊H型钢自动生产系统的研发及应用》文中提出在环保问题日益受到重视的今天,高污染、高耗能的传统建筑行业正在面临变革。装配式结构因具有环保节能、绿色生产施工、缓解劳动力紧缺的压力、建造速度快等优点,成为国家首要推广的新型建筑结构。装配式钢结构建筑以其自重轻、承载力高、抗震性能优越和综合经济效益低等特点正得到推广和快速发展。随着国内建筑钢结构行业的逐步推进,建筑钢结构构件的生产也正在向工业化方向发展。但是,目前国内建筑行业的钢结构加工制造设备在很大程度上制约了钢结构行业的自动化进程及发展。通过以自动化生产系统的方式组焊H型钢代替传统的手工与机械组装焊接,实现装配式钢结构住宅组焊H型钢自动生产系统的应用,该系统的研发对于H型钢的组焊和我国建筑行业的发展具有重要的指导意义。本课题依托山西建筑产业现代化潇河园区（二期）项目工程,通过总结和研究传统H型钢的生产特点和技术瓶颈,研发了自动生产H型钢的工艺路线,实现了H型钢的自动组立、焊接和矫正,减少了工人数量,降低了工人劳动强度,提高了生产效率。组焊H型钢自动生产系统的H型钢的组立采用了卧式组立的形式,实现了一次性组立,避免了行车的辅助,提高了组立效率;组焊H型钢的自动焊接根据腹板厚度以及焊接质量要求研发两种焊接工艺,即平角焊工艺和船型焊工艺,两种焊接工艺根据不同板厚形成全熔透免清根焊接工艺,满足装配式钢结构住宅的焊接质量要求,焊接时采用了激光跟踪的方法保证和自动焊接的接头质量;焊接自动矫正系统通过自动地对H型钢先进行夹紧定位、再输送至设备主机内,利用主机上的两套矫正和驱动装置、翼板下压装置、翼板矫平度检测装置、Simufact Welding焊接变形分析参数和输出辊道的共同作用下,完成H型钢两翼缘板的同步矫正,提高了一次性矫正的合格率,并且加快了矫正的生产效率。设计出了组焊H型钢的生产流程和生产工艺布局,提高了工艺布局的合理性,本系统可以满足最大化生产。组焊H型钢在整个自动生产过程中,各工位实现了信息的自动采集,各实时确定工作状态,便于整个生产系统的的信息集成,实现智能排产。
侯俊豪[2]（2021）在《基于数字孪生的机器人焊接运行规划技术研究》文中提出机器人在自动化焊接领域应用广泛,提高了焊接稳定性和效率,成为现代工业生产的重要装备。随着信息技术的高速发展,焊接机器人与各种设备和传感器进行联接和融合,衍生出了一系列自动化控制技术。随着智能制造和工业4.0的提出,数字孪生概念诞生并逐渐被学者们关注。目前数字孪生技术主要应用于飞机制造、车间管控和数控加工等领域,在机器人焊接范围研究较少。本文以9轴焊接单元作为研究对象,首先分析了数字孪生的概念及定义、技术特点和应用现状,结合焊接自动化的需求和现有的智能化控制技术,提出了一种机器人焊接数字孪生系统架构,并分别针对虚拟模型层、核心处理层和物理实体层进行了设计和实现。本文的主要研究内容如下:分析了当前数字孪生技术研究的主流模型架构,结合单元级孪生系统的特点,确定将机器人焊接数字孪生系统分为三层,分别是虚拟模型层、核心处理层和物理实体层,并结合虚拟仿真与离线编程、机器人变位机协调运动、遗传算法优化、焊接工艺库、焊缝实时跟踪等技术,构成了一套针对机器人焊接的完整数字孪生系统架构。首先研究虚拟模型层。针对机器人地面装配、吊顶装配等常见的焊接场景,搭建了一套仿真环境,基于XML技术进行焊接虚拟场景的生成和导入,建立了物理实体的几何模型。基于VTK三维可视化技术,实现了焊接运动仿真过程的高速渲染,并完成了仿真模型的碰撞检测,对焊接单元的生产数据进行分类,并基于QWT工具库对仿真运动数据和焊接过程的实时运动数据进行曲线绘制,建立了焊接运动的验证模型。针对常见焊缝形状,分析机器人和变位机的协调运动策略,分析了船形焊算法的优点及适用范围,在此基础上提出一种辅助运动策略来提高机器人的接近性,并给出了该策略下变位机的逆运动学解,建立了焊接单元的规划模型。最终在虚拟模型层中建立几何模型、规划模型和验证模型的三角闭环关系,实现了对物理实体的几何、行为和状态特性的复刻。然后研究核心处理层。针对焊接单元能量消耗和运动平稳性等问题,将工件变位机的放置位置作为输入条件,在虚拟模型层的三角闭环关系基础上,利用遗传算法进行迭代分析优化。基于SQLite3对焊接知识库进行设计,基于kd-tree和模糊处理进行案例推理,结合模糊规则推理构成完整的推理方法,基于TFN-AHP设计焊接表面质量评价方法,设计了工艺库更新机制,共同构成孪生系统的工艺知识模型。综合焊缝实时跟踪和数字孪生的技术特性,提出一种融合方案,由于课题总体工作量安排,焊缝实时跟踪仅做方案设计。最后研究物理实体层。选定组合特征点法和三点校正法作为焊接单元的标定方案。结合项目需求,选用Modbus/TCP和TCP/IP作为上下位机间网络通信方式。本文通过虚拟仿真测试和实际焊接实验,对机器人焊接数字孪生系统进行了功能测试,为数字孪生技术在机器人焊接领域的应用提供了新的思路。
祁广斌[3]（2021）在《6082铝合金熔化极气体保护焊接头微观组织及性能研究》文中认为6082铝合金凭借着其较高的比强度、良好的耐蚀性和加工性能,成为了交通运输领域使用较多的结构材料,在实现轻量化的同时也响应了国家节能减排的号召。各种6082铝合金结构件的制造,如汽车轮毂,高铁车体等都离不开焊接技术。在实际生产中,熔化极惰性气体保护焊（MIG）凭借其生产效率高,操作简单,适用性强的特点成为了6082铝合金最主要的焊接方法。但是目前对于6082铝合金MIG焊的研究,特别是中厚板铝合金,大多还停留在比较表层的阶段,缺乏对接头组织及性能深一步的探索,本文的研究目的即为解决这些问题。本文采用ER5087焊丝,使用熔化极惰性气体保护焊方法焊接6082-T651铝合金板的对接和十字焊接接头,板材厚度分别为12 mm和15 mm。研究两种接头形式下焊缝的成形机理和组织特征,以及接头不同区域的元素分布情况。探究不同的焊接工艺参数对焊缝成形、接头力学性能、耐腐蚀性能和电化学性能的影响。研究成果如下:通过6082-T651铝合金多道焊对接实验发现,接头不同区域具有不同的显微组织和织构特征,焊缝边缘为柱状晶区,焊缝中心为等轴树枝晶,母材和热影响区组织基本相同,为铝基体上沿轧制方向分布着粗大的块状Al-Si-Fe-Mn相。焊缝具有典型的立方织构,晶界偏差角主要是小角度晶界,越靠近焊缝中心,织构特征越弱,大角度晶界的比例越高。焊接接头的最大抗拉强度为232 MPa,接头正弯的弯曲角度达到90o无裂纹,接头的显微硬度沿焊缝中心对称分布,并且存在两个软化区:焊缝区和过时效区。腐蚀主要是发生在第二相周围的由电位不同导致的局部腐蚀,各区域耐蚀性顺序为:母材>热影响区>焊缝区。通过6082-T651铝合金船型焊十字焊接实验发现,当焊接热输入较低时,焊缝根部存在未熔合的焊接缺陷,熔深熔宽较小,随着热输入增加,焊缝凸度逐渐减小,熔深熔宽增加。最大抗拉强度为239 MPa,断裂位置均位于焊缝中心,以焊根为起点,沿45o方向断裂,断口呈现韧性断裂和剪切断裂两种断裂模式。腹板和翼板硬度值呈对称分布,不同参数下焊缝区硬度值差别不大,在75～81 HV之间。随焊接热输入增加,热影响区范围越来越大,硬度值逐渐减小。焊缝局部位置存在以空隙缺陷为中心呈龟裂状扩展的腐蚀裂纹,上面覆盖有白色的Al（OH）3腐蚀产物,电化学参数表明各区域耐蚀性与对接接头相同,母材最强,热影响区次之,焊缝区最差。
周煜超[4]（2020）在《厚壁构件留间隙双面埋弧焊可视化工艺控制系统设计》文中研究指明埋弧焊在中厚板和长焊缝的焊接方面具有明显的技术优势,广泛应用于重要金属结构的焊接。留间隙双面埋弧焊通常用于产品质量较高的低碳钢、低合金钢、不锈钢厚壁板件或筒体的对接接头拼焊。埋弧焊焊接电源控制的数字化、焊接生产过程的自动化、焊接质量控制的智能化发展,推动了焊接工艺向绿色高质高效迈进。开发出相应的工艺控制可视化系统,既可便于对焊接质量进行监测和预测,达到量化评估并优化单位长度焊缝耗能的目的,也便于组织标准化生产。中国核工业二三建设有限公司和南华大学依托于“中核建钢结构与建筑机械重点实验室”,提出并开展了“厚壁构件焊接质量在线监测及评估系统研究”,本课题的任务即为建立具备焊接质量预测、评价功能的厚壁构件留间隙双面埋弧焊可视化工艺控制系统。鉴于焊接工艺规划过程的多因素性、经验性,以及双面埋弧焊工艺及装备的发展现状,本文进一步考察了留间隙双面埋弧焊各工艺参数之间的相互制约、相互作用以及对焊缝成形质量的影响,认为应在焊接规范数据库中增加焊丝伸出长度参数项。针对厚壁件留间隙双面埋弧焊优化设计模型的建立需要,将每个厚度尺寸段内的焊接速度由常量改为变量;拓宽了现行焊接规范数据库中焊接电流的阈值范围;修改了经典的焊丝熔化速度从电弧热和焦耳热效应角度考虑了焊丝熔化本质问题;引入比线能量概念及不等式约束保证了焊缝熔深合适、成形优良;修改熔透率公式解决了因焊件较厚出现未焊透的缺陷;修改焊道面积经验公式使其更加符合工程实际原则。通过对全部设计变量与约束条件、全部设计变量与目标函数关系的厘清以及层层嵌套处理,使作为目标函数的焊缝稀释率真正成为所有设计变量的函数,提升了目标函数对设计变量的敏感性。对于作为离散变量的电弧电压的整数规划求解问题,提出了面向有级调压电源的Pappas法、面向无级调压电源的连续变量优化法。基于Matlab GUI研发的留间隙双面埋弧焊可视化工艺控制系统及其衍生的船形焊、横角焊、单面焊双面成型工艺控制可视化系统,提高了优化模型应用的交互性与便捷性,系统运行后可输出目标函数、设计变量、相关评价参数的优化结果以及算法计算信息,降低了对焊接质量的预测难度、提高了评价效率。成果已在核工业某建设公司、中钢集团衡阳重机有限公司得到应用,达到了质量技术与工程深度融合的目的。针对经典的焊丝熔化速度与焊丝伸出长度呈非线性关系,而重构的直流反接类优化设计模型中作为约束条件的焊丝熔化速度与焊丝伸出长度呈线性关系的问题,基于Table Curve 3D对相关实验数据进行了高精度的曲面拟合,图形分析结果验证出焊丝伸出长度对焊丝熔化速度的影响不是单纯以焦耳热为理论基础的线性关系。通过数学处理建立的可信度更高的数学模型为今后对直流反接类优化设计模型中焊丝熔化速度约束条件的细化与改进提供了依据。
张玉博[5]（2020）在《铝合金相贯线焊缝机器人焊接离线编程及试验研究》文中进行了进一步梳理机器人离线编程系统是在机器人编程语言基础上发展起来的,是机器人语言的拓展。它利用机器人图形学的成果,建立起机器人及其作业环境的模型,再利用一些规划算法,通过对图形的操作和控制,在离线的情况下进行轨迹规划。用机器人离线编程方式编制的机器人离线编程系统。在不触及机器人及机器人作业环境的情况下,通过图形技术,在计算机上提供一个和机器人进行交互作用的虚拟现实环境。近年来,离线编程引起了人们的广泛重视,并成为机器人学中一个十分活跃的研究方向。本文利用改进的DH法建立了Kuka Kr60-3的连杆坐标系,并对其正逆运动学方程进行了推导,使用Matlab验证了正逆运动学方程的正确性,并运用Matlab的逆运动学机器人工具箱计算出了满足相贯线船形位置的关节角,相比反变换法更准确更简捷。对Kr60-3机器人的基坐标系、工具坐标系、工件坐标系进行了标定从而显着降低了离线编程的误差,推导并求解了Kr60-3机器人本体和DKP400变位机的协调联动方程,使用最短行程法则对船形焊位姿逆解进行了筛选,最后将合适的逆解输入到离线编程软件中完成轨迹规划。应用Pascal语言对KUKA Sim Pro 3.0软件进行了二次开发,二次开发为Sim pro增加了焊接工艺模块和轨迹优化模块,这两个模块使得仿真程序中能够实时控制焊接参数和对生成的轨迹程序进行调整和优化,减少了工作人员在焊接现场设定参数和反复调整轨迹的时间,提高了机器人焊接离线编程系统的实用性。根据相贯线焊缝的特点将焊缝分段并根据不同段落的特点设置了不同的焊接工艺参数和焊枪姿态,将6061铝合金管相贯线焊缝的焊接工艺和焊枪姿态结合起来从而改善了6061铝合金相贯线焊缝的焊缝成形,并通过大量焊接工艺试验分析了机器人各项工艺参数对空间焊缝的影响,使用B样条曲线对焊接电流的变化进行控制,使得焊接空间焊缝过程中焊接电流的改变更加平滑,最后给出了6061铝合金相贯线焊缝焊接的最佳工艺参数。
黄易[6]（2020）在《汽车动力电池用铝合金激光焊接特性试验研究》文中研究说明随着世界各国加强部署对环境保护的严格措施,“绿色”、“和谐”的生活理念已成为世人们生活的主旋律。日益增长的物质文化交流将汽车这一行业带入了前所未有的繁荣,传统汽车的驱动主要依靠燃烧柴油、汽油等对环境污染严重的能源,这显然满足不了当今世界发展的潮流。而电力作为清洁新能源广泛受到关注,新能源动力电池汽车备受各国青睐,然而动力电池作为主要核心部件成为抑制其发展的主要障碍。保证动力电池连接质量,提高使用寿命对新能源动力电池汽车的发展至关重要。本文基于激光焊接技术研究了用于动力电池极耳片与汇流排之间的可靠连接技术。介绍了极耳片用铝合金焊接的基本特性,及激光焊接技术的基本原理。结合前期大量试验研究结果,选定准连续脉冲光纤激光设备和单模连续光纤激光设备对极耳薄片非完全熔透叠焊进行系统地试验研究,其主要研究内容如下:（1）采用准连续脉冲光纤激光焊接设备对0.5mm厚铝合金薄片进行焊接,得到焊缝完好的组织接头。研究不同的激光峰值功率、焊接速度、摆动间距、脉冲宽度和离焦量对焊缝性能的影响,发现在激光峰值功率为1050W、焊接速度5mm/s、脉冲宽度为7.5ms、离焦量为-1mm且摆动间距为1.15mm时能够得到满足动力电池使用要求的焊缝组织接头。但由于脉冲激光存在骤冷骤热现象,易于产生气孔、裂缝等缺陷,对工艺参数的变化更为敏感。（2）利用单模连续激光焊接设备对0.5mm厚铝合金薄片进行焊接试验研究,考虑激光输出功率、焊接扫描速度、摆动间距和离焦量对焊缝性能的影响,此外还结合实际工况研究了铝薄片的贴合间距对焊缝的影响。研究表明在激光功率为1000W、焊接速度为1000mm/s、摆动间距0.3mm、摆动振幅0.5mm下激光焦点处焊接最为可靠,且铝薄片的贴合间距对焊缝性能的影响要大于激光工艺参数对焊缝性能的影响。由于光束能量集中,穿透能力强,因此焊缝熔池较为一致,无明显缺陷。（3）综合对比准连续脉冲光纤激光与单模连续激光焊接焊缝性能,采用单模连续激光焊接铝薄片的效果要明显优于准连续激光设备焊接效果。同等条件下的焊缝抗拉强度比准连续要高500N,且焊缝内无明显气孔、裂纹等缺陷。因此,在对0.5mm厚铝合金薄片的非熔透激光叠焊过程中,可优先选择单模连续光纤激光且焊前应当保持待焊工件平整、表面无污质等,贴合间距要低于0.2mm才能确保焊缝的一致性及稳定性。
余洋[7]（2020）在《船用铝合金/钢复合接头承载能力提高方法研究》文中提出船舶采用铝合金上层建筑是实现船舶结构轻量化制造的发展趋势。铝合金上层建筑与钢质船体连接的铝/钢复合结构的可靠性主要取决于铝-钢过渡接头。但由于异种金属间的物理特性差异和冶金不相容性,现使用的铝/钢复合结构在焊接制造及服役过程中,容易出现过渡接头发生开裂的重大安全隐患,严重影响船舶复合结构的安全服役性能。单纯依靠增加复合过渡接头的宽度和调控焊接工艺参数尚未解决铝/钢复合结构开裂问题,制约了复合结构的广泛应用。首先,本文基于铝-钢复合过渡接头具有拉/剪强度相当的特性,提出了船舶铝/钢复合连接结构拉-剪双承载模式,即将铝-钢过渡接头的承载模式从传统的正向拉伸承载模式改变为拉伸与剪切共同作用模式,复合过渡接头倾斜角度由复合界面处的拉伸强度与剪切强度确定（）。数值模拟研究表明,拉-剪双承载模式能够将铝/钢复合结构承受拉伸负荷能力提高27%;并经试验验证,该模式将铝/钢复合结构的抗拉应力从256 MPa提高到306 MPa,承载能力提高了20%以上。然后,通过数值模拟发现,复合连接结构角焊缝焊接时铝-钢界面处产生较高温度且温度场非均匀分布,从而导致界面抗拉强度不同程度降低,影响铝/钢复合结构可靠性。本文首次提出了基于力学性能非均匀性的复合过渡接头确定方法,即基于抗拉强度随温度变化关系来确定非均匀温度分布的复合界面分区特征,进而准确计算复合过渡接头宽度尺寸。通过该方法确定铝板厚度为4 mm时,过渡接头宽度应取24 mm,并经拉伸试验证明,复合过渡接头界面承载能力满足要求,且断裂于复合连接结构角焊缝处。最后,通过数值模拟方法研究了复合连接结构中残余应力与外载荷应力分布特征并确定了复合界面的危险区域。模拟结果表明,外载荷和残余应力两者共同作用时,铝-钢复合界面两端应力值会接近加热后界面的结合强度,因而提出了在铝-钢过渡接头复合界面危险区域布置阶梯式榫接形式“焊-榫”结构的设计方法,从而提高铝-钢过渡接头复合界面承载能力。经数值模拟表明,阶梯式榫接形式“焊-榫”结构可完全承受残余应力与外载荷的共同作用。
李宏佳[8]（2019）在《燃烧室薄壁结构焊接变形控制工艺研究》文中研究表明航空发动机主燃烧室是发动机重要部件之一,其材料普遍采用高温合金,整体结构通常为薄壁圆筒结构。该结构在进行圆筒直缝对接焊时,极易发生失稳变形。本文将利用有限元模拟技术,对薄平板和薄壁圆筒的焊接失稳变形和残余应力结果进行分析,以及对刚性固定法的改进方法——辅助约束法和焊时温差拉伸法两种随焊变形控制方法的焊后变形和残余应力结果进行预测。本课题中,对300×200×1mm的GH5188薄平板进行对接试验,采用脉冲TIG焊的方法进行焊接。测定其焊接热循环、变形和残余应力,方便后续对焊接热源进行校核。同时,对该平板进行数值模拟,将模拟数据与实验测得的数据进行对比,二者数据结果吻合良好。利用该热源参数预测薄壁圆筒焊后变形以及焊后残余应力。对刚性约束法下的薄平板对接焊进行数值模拟,其角变形和挠曲变形都要优于原模型。给出随压板宽度的增加,挠曲变形和角变形均为先降低,后维持不变;随压板距焊缝距离的增加,挠曲变形和角变形都降低。由于刚性约束法在实际试验中存在问题,给出改进方法,辅助约束法。该方法下的薄平板对接数值模拟结果表明,其角变形和挠曲变形均优于原模型,随纤维增强层宽度增加,挠曲变形减小,但效果逐渐不明显;角变形先降低,后维持不变。随纤维增强层厚度的增加,挠曲变形和角变形都降低。进行薄平板对接试验,该方法对于控制平板变形有较好效果。将其用于薄壁圆筒结构的变形及残余应力预测,薄壁圆筒结构最终挠曲变形程度为4.82mm,而圆筒的整体圆度差为2.47mm。利用焊时温差拉伸法对薄平板焊接进行数值模拟,结果表明,随着高温区温度增加,挠曲变形先下降为0随后变形反向增加。随着高温区距焊缝距离的增大,挠曲变形逐渐减小,达一定距离后,保持不变;角变形先增加后减小,随后维持不变。其残余应力随高温区温度增加而降低;随着高温区距焊缝距离增加而先减小,后增大。该方法应用于薄壁圆筒,薄壁圆筒结构最终焊接挠曲变形程度为0.307mm,而圆筒的整体圆度差为0.695mm。
张荣[9]（2019）在《双机器人焊接协同作业轨迹规划》文中研究表明近年来,焊接技术在创新和发展上取得了巨大的进步。与此同时,机器人在自动化焊接领域发挥着越来越重要的作用,充分体现在提高焊接作业效率的同时,焊接产品的可靠性也得到了提升。在实际生产过程中,单个机器人作业时会面临较为复杂空间焊缝的焊接任务,存在平、横、立、仰四种方式的可能,而这四种焊接方式的效果和质量均有所不同。为了保证焊接质量的一致性,实现焊接方式上的归一化,有必要通过多台机器人相互协同作业解决这一问题。双机器人或者多机器人之间协同作业的研究以及如何将不同方式下的焊接作业转化为同一焊接方式下的焊接任务有着十分重要的现实意义。本文围绕双机器人系统协同焊接作业中的任意空间曲线焊缝实施平焊所涉及到的位姿变换问题以及双机器人协同控制等问题,着重在机器人碰撞检测、任意空间曲线的数学建模以及机器人的轨迹规划等方面展开深入研究,其主要内容如下:首先,根据三维空间物体位姿描述方法以及三维坐标系的变换方程,对本文所涉及到的六自由度工业机器人进行建模分析,同时建立此类双机器人协同作业系统的坐标系,并经过推导,用数学表达式表述了其运动关系;进而,根据机器人的正向运动学方程,求解出双机器人协同作业的有效工作空间域。其次,依据空间焊缝曲线的复杂程度以及实际作业的应用情况,对空间曲线焊缝进行分类分析,并重点针对管-管相交所形成的相贯线形焊缝进行深入分析,建立了相贯线形焊缝的数学模型以及离散焊缝点在基于船形焊姿态下的焊缝特征坐标系。第三,依据分离轴理论,采用OBB包围盒算法,检测两台机器人之间的安全距离,对传统的碰撞检测算法逻辑进行分析和改进。进而对双机器人之间可能发生干涉的位置搭建了排斥场模型,提高了碰撞检测的效率,解决了双机器人系统之间轨迹规划的避障问题。最后,本文以两台安川六自由度工业机器人搭建了双机器人焊接协同作业系统,以船形焊姿态为约束对相贯线焊缝的焊接任务进行轨迹规划,并通过实际焊接任务进行了实验验证,证实了本文所提方法的正确性。
曾瑞[10]（2019）在《用于相贯线焊缝的焊接机器人和变位机的运动规划及图形仿真》文中研究说明焊接技术是一种重要的广泛应用于工业生产中的使材料和材料产生原子间结合的制造方法。为了降低焊接对于人力要求并提高焊接生产的效率和质量,越来越多的焊接机器人被投入到工业生产中。根据焊接经验可知:当由焊缝离散成一系列的待焊点处于船型焊姿态时,即待焊点的法向量与重力方向相反,在这样的焊接姿态下进行焊接能获得良好的焊缝。具有不一致的角焊缝和焊接接头深度特点的相贯线焊缝为工业生产中常见的曲线焊缝,针对这种复杂的空间焊缝,为了扩大焊接机器人的工作空间,提高机器人焊接时的灵活性,避免焊接机器人运动中可能遇到的奇异位形,从而确保焊接质量和焊接效率,需要将变位机引用到焊接机器人中,组成焊接机器人系统。本文以相贯线为研究对象,以任意待焊点处于船形焊姿态为目标,进行焊接机器人系统运动规划和图形仿真的研究。本文首先对焊缝和焊枪坐标系进行定义并用数学进行表达。焊缝的描述是通过数学离散的想法将焊缝离散成一系列的待焊点,在每个待焊点上都固定一个坐标系,通过焊缝坐标系到工件坐标系的变换矩阵,完成焊缝坐标系的描述。针对管管相贯线和管椭球相贯线这两种相贯线建立了一般化的数学模型。焊枪坐标系的描述则是通过三个焊枪姿态角:工作角、行走角和自转角,通过变换算子来实现。针对焊接机器人系统运动学正逆解算法问题,本文使用D-H参数法和旋量法两种不同的方法对机器人建模。D-H模型中,机器人逆解是以机器人位姿分离为基础,使用反变换法进行求解。旋量法模型中,机器人逆解则是先利用几何关系求解关节角1,然后将关节角2,3转化为2个Paden-Kahan子问题1,在将关节角4,5转化为1个Paden-Kahan子问题2,最后将关节角6转化为1个Paden-Kahan子问题1。对于逆解中的多解问题,采用最短行程准则找到一组最优解。为了得到焊接机器人和变位机的协调运动轨迹,从焊接机器人系统坐标系封闭链中的焊缝坐标系解耦,得到轨迹的初步规划。在平滑焊接机器人系统关节运动空间轨迹并采用B样条插值算法。采用微分变换法求解雅可比矩阵,最终计算出焊接机器人处于奇异位形时,焊接机器人关节角要满足的条件。采用包围盒和焊件三角面片的方法,对焊枪和焊件进行碰撞检测。最后完成最终的轨迹规划。最后通过VC++和OpenGL相结合进行编程,利用3DS MAX建立机器人系统三维模型,并将模型通过Assimp库导入到OpenGL中,并进行真实感渲染,通过OpenGL中模型矩阵的变换实现离线编程中的可视化仿真。
二、船形焊接工艺参数的确定方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、船形焊接工艺参数的确定方法（论文提纲范文）
（1）装配式钢结构住宅组焊H型钢自动生产系统的研发及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外装配式建筑政策背景分析 |
| 1.2.2 H型钢生产工艺国内发展现状 |
| 1.2.3 组焊H型钢焊接发展现状 |
| 1.3 组焊H型钢自动生产方法进展 |
| 1.3.1 组焊H型钢自动生产存在的问题 |
| 1.3.2 组焊H型钢自动生产的要求 |
| 1.3.3 组焊H型钢自动生产工艺布局现状 |
| 1.4 论文的研究内容 |
| 第二章 组焊H型钢自动生产的方案分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 研究方案 |
| 2.3 传统H型钢生产过程 |
| 2.3.1 传统H型钢的组立 |
| 2.3.2 传统H型钢的焊接 |
| 2.3.3 传统H型钢的矫正 |
| 2.3.4 H型钢自动生产的提出 |
| 2.4 H型钢自动生产方案的确定 |
| 2.4.1 H型钢的自动组立方案 |
| 2.4.2 H型钢的自动焊接方案 |
| 2.4.3 H型钢的自动矫正方案 |
| 2.4.4 H型钢自动流转方案 |
| 2.4.5 H型钢自动生产系统集成方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 组焊H型钢自动生产系统的研发及焊接工艺 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 组焊H型钢自动生产的工艺路线 |
| 3.3 组焊H型钢卧式组立的研发 |
| 3.3.1 组焊H型钢卧式组立实施 |
| 3.3.2 H 型钢卧式自动组立工位信息统计 |
| 3.3.3 H型钢卧式自动组立实施功能实现 |
| 3.4 组焊H型钢自动埋弧焊接 |
| 3.4.1 组焊H型钢自动埋弧实施 |
| 3.4.2 组焊H型钢自动埋弧实施功能实现 |
| 3.4.3 组焊H型钢自动埋弧工位信息统计 |
| 3.5 H型钢主焊缝全熔透埋弧焊工艺 |
| 3.5.1 双臂平角埋弧焊接H型钢工艺 |
| 3.5.2 船形埋弧焊接H型钢工艺 |
| 3.6 H型钢埋弧焊焊接后自动剪丝系统 |
| 3.6.1 埋弧焊自动自动剪丝装置组成 |
| 3.6.2 埋弧焊自动自动剪丝原理 |
| 3.6.3 埋弧焊自动自动剪丝流程 |
| 3.7 H型钢卧式矫正工艺 |
| 3.7.1 H型钢卧式自动矫正工艺的实施 |
| 3.7.2 Simufact.welding对组焊H型钢进行焊接变形数值分析 |
| 3.7.3 H型钢卧式自动矫正功能工位信息统计 |
| 3.7.4 H型钢卧式自动矫正功能的实现 |
| 3.8 组焊H型钢自动流转 |
| 3.8.1 组焊H型钢运输 |
| 3.8.2 组焊H型钢的翻转 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 组焊H型钢生产系统的集成 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统集成原理 |
| 4.3 生产系统的集成 |
| 4.3.1 数据采集的内容 |
| 4.3.2 生产加工管理 |
| 4.3.3 能源和设备管理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 装配式钢结构住宅组焊H型钢自动生产工艺布局分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 生产工艺路线 |
| 5.3 生产工艺布局 |
| 第六章 应用案例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 组焊H型钢自动生产工位应用案例 |
| 6.2.1 H型钢卧式组立的应用案例 |
| 6.2.2 H型钢自动焊接应用案例 |
| 6.2.3 H型钢自动矫正应用案例 |
| 6.2.4 H型钢自动生产工艺布局应用案例 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于数字孪生的机器人焊接运行规划技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 数字孪生研究现状 |
| 1.2.2 机器人变位机运行规划研究现状 |
| 1.2.3 焊接工艺库研究现状 |
| 1.3 国内外研究现状分析 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 机器人焊接数字孪生系统总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数字孪生系统总体架构 |
| 2.3 数字孪生各层级总体设计 |
| 2.3.1 虚拟模型层设计思路 |
| 2.3.2 核心处理层设计思路 |
| 2.3.3 物理实体层设计思路 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于三维可视化的虚拟模型层设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 虚拟环境下场景布置 |
| 3.2.1 三维模型建立与装配 |
| 3.2.2 焊接轨迹处理 |
| 3.2.3 场景搭建及导出 |
| 3.2.4 仿真场景导入与调整 |
| 3.3 基于VTK和QWT的可视化界面开发 |
| 3.3.1 VTK三维可视化 |
| 3.3.2 实时碰撞检测 |
| 3.3.3 生产数据分类 |
| 3.3.4 数据可视化 |
| 3.4 焊接系统运动解析 |
| 3.4.1 焊接要求 |
| 3.4.2 焊缝形状分析 |
| 3.4.3 机器人和变位机协调运动策略 |
| 3.4.4 机器人运动学解析 |
| 3.4.5 工件变位机运动学解析 |
| 3.5 虚拟模型层运动学仿真的设计实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于遗传优化和工艺推理的核心处理层设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工件变位机位置优化 |
| 4.2.1 优化问题建模 |
| 4.2.2 评价函数分析 |
| 4.2.3 遗传算法实现 |
| 4.3 焊接工艺库实现 |
| 4.3.1 基础数据库建立 |
| 4.3.2 基于kd-tree和模糊处理的案例推理 |
| 4.3.3 模糊规则推理 |
| 4.3.4 焊接工艺库更新和优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 物理实体层设计及实验测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理实体层设计 |
| 5.2.1 工作场景标定 |
| 5.2.2 生产数据上传 |
| 5.3 数字孪生系统实验准备 |
| 5.3.1 实验器材准备 |
| 5.3.2 实验器材连接 |
| 5.4 数字孪生系统实验验证 |
| 5.4.1 物理实体层标定 |
| 5.4.2 虚拟模型层仿真规划 |
| 5.4.3 核心处理层迭代优化 |
| 5.4.4 核心处理层工艺参数推理 |
| 5.4.5 焊接实验 |
| 5.4.6 虚实相控测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）6082铝合金熔化极气体保护焊接头微观组织及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 铝合金焊接性分析 |
| 1.3 6082 铝合金焊接研究现状 |
| 1.3.1 搅拌摩擦焊 |
| 1.3.2 熔化极惰性气体保护焊 |
| 1.3.3 钨极氩弧焊 |
| 1.3.4 高能束焊接 |
| 1.3.5 复合热源焊接 |
| 1.4 本文研究目标和研究内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备与方法 |
| 2.3 焊接接头检测分析方法 |
| 2.3.1 微观组织与成分分析 |
| 2.3.2 力学性能测试 |
| 2.3.3 腐蚀及电化学性能测试 |
| 3 6082 铝合金对接接头微观组织与力学性能 |
| 3.1 对接接头宏观形貌 |
| 3.2 对接接头微观组织与元素分布 |
| 3.3 对接接头力学性能 |
| 3.3.1 拉伸性能与断口形貌 |
| 3.3.2 弯曲性能 |
| 3.3.3 显微硬度 |
| 3.4 对接接头耐蚀性能 |
| 3.5 对接接头电化学性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 6082 铝合金十字焊接头微观组织与力学性能 |
| 4.1 工艺参数对十字接头焊缝形貌的影响 |
| 4.2 十字接头微观组织与元素分布 |
| 4.3 十字接头力学性能 |
| 4.3.1 拉伸性能 |
| 4.3.2 断口形貌 |
| 4.3.3 显微硬度 |
| 4.4 十字接头耐蚀性能 |
| 4.5 十字接头电化学性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）厚壁构件留间隙双面埋弧焊可视化工艺控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 留间隙双面埋弧焊技术及应用 |
| 1.1.1 埋弧焊的技术特点及应用 |
| 1.1.2 留间隙双面埋弧焊的工艺参数及质量要求 |
| 1.2 厚壁构件留间隙双面埋弧焊的研究现状 |
| 1.2.1 厚壁构件留间隙双面埋弧焊的技术难点和热点 |
| 1.2.2 我国核电建设企业开展的相关研究及其成果 |
| 1.3 本课题的研究目标、研究内容及技术路线 |
| 第2章 留间隙双面埋弧焊工艺参数库的拓展 |
| 2.1 各工艺参数对留间隙双面埋弧焊焊缝成形质量的影响 |
| 2.2 现行的留间隙双面埋弧焊焊接规范 |
| 2.3 对留间隙双面埋弧焊焊接规范的拓展 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 留间隙双面埋弧焊经验公式的修改与补充 |
| 3.1 经典埋弧焊经验公式 |
| 3.2 对焊丝熔化速度经验公式的修改 |
| 3.3 比线能量的引入及对熔透率经验公式的修改 |
| 3.4 对焊道面积经验公式的修改 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 留间隙双面埋弧焊优化模型的重构与求解 |
| 4.1 按电源种类重构的两种留间隙双面埋弧焊优化模型 |
| 4.2 优化模型及整数规划问题的求解 |
| 4.2.1 fmincon()函数的调用 |
| 4.2.2 优化模型程序的编写 |
| 4.2.3 整数规划问题的求解 |
| 4.2.4 优化模型的运行结果及其分析 |
| 4.3 基于MATLAB GUI的留间隙双面埋弧焊可视化工艺控制系统 |
| 4.3.1 系统功能设计 |
| 4.3.2 可视化系统的结构层次 |
| 4.3.3 界面效果 |
| 4.3.4 GUI相关程序段落 |
| 4.3.5 系统运行示例 |
| 4.4 厚壁构件其它埋弧焊方法的可视化工艺参数优化系统 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于Table Curve 3D的埋弧焊直流反接的焊丝熔化速度数学模型 |
| 5.1 现行的埋弧焊直流反接的焊丝熔化速度数学模型 |
| 5.2 基于TABLECURVE 3D的拟合结果及评价 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（5）铝合金相贯线焊缝机器人焊接离线编程及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 机器人离线编程概述 |
| 1.2 机器人离线编程系统研究和应用现状 |
| 1.2.1 机器人离线编程技术的发展 |
| 1.2.2 商品化的离线编程系统 |
| 1.2.3 机器人公司开发的离线编程系统及应用 |
| 1.2.4 机器人离线编程核心技术 |
| 1.2.5 机器人离线编程系统实用化研究方向 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 铝合金相贯线焊接离线编程系统设计 |
| 2.1 试验设备 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验使用的软件 |
| 2.4 离线编程软件的二次开发 |
| 2.4.1 工艺模块的开发 |
| 2.4.2 轨迹优化模块的开发 |
| 2.5 离线编程场景建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 机器人运动学研究 |
| 3.1 空间位姿的定义及转换 |
| 3.1.1 机器人空间位置和空间姿态的表达及Matlab编程 |
| 3.1.2 机器人的坐标系转换及Matlab计算 |
| 3.2 机器人运动学方程的求解及验证 |
| 3.2.1 改进的DH法建立机器人正运动学方程及验证 |
| 3.2.2 机器人逆运动学方程的求解及筛选 |
| 3.2.3 变位机运动学求解 |
| 3.3 焊缝位姿定义及表达 |
| 3.4 焊枪位姿定义及表达 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 铝合金相贯线焊缝轨迹规划 |
| 4.1 相贯线焊缝特征分析 |
| 4.2 相贯线焊缝数学方程的推导 |
| 4.3 KR60机器人的协调运动方程 |
| 4.4 相贯线轨迹的离散和船形焊姿态算法 |
| 4.5 相贯线焊缝逆运动学求解 |
| 4.6 离线编程误差补偿 |
| 4.6.1 离线编程误差分析 |
| 4.6.2 离线编程坐标系的标定 |
| 4.7 离线编程轨迹优化 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 铝合金相贯线焊接工艺优化及试验 |
| 5.1 相贯线离线编程工艺优化原理 |
| 5.2 引弧位置和焊枪姿态的优化与试验 |
| 5.3 摆动方式和摆动参数的优化 |
| 5.3.1 摆动方式对焊缝成形的影响 |
| 5.3.2 摆动参数对焊缝成形的影响 |
| 5.4 焊接电流和焊接速度的参数规划 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）汽车动力电池用铝合金激光焊接特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外铝合金薄板焊接的研究现状 |
| 1.2.1 铝合金薄板焊接的实现方式 |
| 1.2.2 研究现状 |
| 1.3 本文研究方法与内容 |
| 第2章 铝合金激光焊接与试验方案 |
| 2.1 铝及铝合金的焊接 |
| 2.1.1 铝及铝合金焊接问题 |
| 2.1.2 铝及铝合金焊接的技术要点 |
| 2.2 激光焊接工艺特点 |
| 2.2.1 脉冲激光焊接工艺特点 |
| 2.2.2 连续激光焊接工艺特点 |
| 2.3 焊接试验材料及设备 |
| 2.3.1 焊接试验方案设计 |
| 2.3.2 焊接试验设备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 准连续脉冲激光叠层搭接焊接试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备及方法 |
| 3.2.1 激光设备 |
| 3.2.2 试验方法 |
| 3.2.3 脉冲激光光束与焊接过程的适应性 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 实验样品表面状态分析 |
| 3.3.2 激光功率对焊缝性能的影响 |
| 3.3.3 焊接速度对焊缝性能的影响 |
| 3.3.4 离焦量对焊缝性能的影响 |
| 3.3.5 脉冲宽度对焊缝性能的影响 |
| 3.3.6 摆动圆环间距对焊缝性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 单模连续激光叠层搭接焊接试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设备及方法 |
| 4.2.1 激光设备 |
| 4.2.2 试验方法 |
| 4.2.3 单模连续激光光束与焊接过程的适应性 |
| 4.3 试验结果与分析 |
| 4.3.1 试验样品表面状态分析 |
| 4.3.2 正弦摆动间距对焊缝性能的影响 |
| 4.3.3 激光焊接功率对焊缝性能的影响 |
| 4.3.4 激光焊接速度对焊缝性能的影响 |
| 4.3.5 激光焊接离焦量对焊缝性能的影响 |
| 4.3.6 铝板贴合间隔对焊缝性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 对比分析两类激光焊接性能影响 |
| 5.1 准连续脉冲激光焊接性能影响 |
| 5.1.1 准连续脉冲激光焊接效果理论分析 |
| 5.1.2 准连续脉冲光纤激光器焊接情况 |
| 5.2 单模连续激光焊接性能影响 |
| 5.2.1 单模连续激光焊接效果理论分析 |
| 5.2.2 单模连续光纤激光器焊接情况 |
| 5.3 对比分析两类激光焊接性能影响 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 试验结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（7）船用铝合金/钢复合接头承载能力提高方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 复合过渡接头国内外研究现状 |
| 1.3 T形接头焊接数值模拟研究现状 |
| 1.4 本文的研究目的和内容 |
| 第二章 铝/钢复合结构承载模式优化研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复合过渡接头的焊接 |
| 2.2.1 复合过渡接头材料组成 |
| 2.2.2 连接形式 |
| 2.3 有限元模型的建立 |
| 2.3.1 热源模型的选择 |
| 2.3.2 网格的划分 |
| 2.4 焊接工艺对复合过渡接头界面处承载能力的影响 |
| 2.5 铝/钢复合结构承载模式优化设计 |
| 2.5.1 承载模式优化原理 |
| 2.5.2 数值模拟 |
| 2.5.3 拉伸试验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 铝-钢连接接头优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铝-钢复合过渡接头优化设计 |
| 3.2.1 力学性能与界面温度的关系 |
| 3.2.2 工艺参数对接头界面温度影响 |
| 3.2.3 复合过渡接头尺寸准确确定 |
| 3.3 铝-钢角接接头焊缝形貌优化 |
| 3.3.1 有限元网格划分 |
| 3.3.2 应力集中优化设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 铝-钢复合接头连接界面优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 爆炸焊传统界面承载能力研究 |
| 4.2.1 外载荷作用下传统界面承载能力研究 |
| 4.2.2 残余应力对传统界面承载能力的影响 |
| 4.3 复合过渡接头界面形式优化设计 |
| 4.3.1 界面形式 |
| 4.3.2 新式界面过渡接头承载能力研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（8）燃烧室薄壁结构焊接变形控制工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 有限元方法预测焊接变形研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 随焊变形控制方法研究现状 |
| 1.3.1 施加强约束 |
| 1.3.2 控制焊接温度场 |
| 1.3.3 延展已收缩的焊缝 |
| 1.4 薄壁结构焊接研究现状 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第2章 材料、实验设备及基本理论 |
| 2.1 实验材料及热物理力学性能测量 |
| 2.2 实验设备介绍 |
| 2.2.1 测温设备 |
| 2.2.2 应力测量设备 |
| 2.3 有限元方法 |
| 2.3.1 高斯热源模型 |
| 2.3.2 三维焊接结构应力变形有限元法 |
| 2.4 试验方法 |
| 2.4.1 残余应力测量 |
| 2.4.2 焊接热循环测量 |
| 2.5 技术路线 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 薄平板焊接失稳变形及残余应力预测 |
| 3.1 薄平板与薄壁圆筒结构相近性 |
| 3.1.1 模拟工作困难及解决方法 |
| 3.1.2 薄平板与薄壁圆筒结构相近性 |
| 3.1.3 薄平板和薄壁圆筒的热力学相近性 |
| 3.2 薄平板焊接及数值模拟预测焊接变形及残余应力 |
| 3.2.1 薄平板对接焊及焊接热循环和残余应力测量 |
| 3.2.2 薄平板对接模型的建立及边界条件 |
| 3.2.3 焊接过程及焊接温度场模拟 |
| 3.2.4 薄平板变形与残余应力结果分析 |
| 3.3 圆筒结构原始焊接变形及残余应力 |
| 3.3.1 模型的建立及边界条件 |
| 3.3.2 焊接变形及塑性应变结果分析 |
| 3.3.3 焊接残余应力结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 刚性约束及优化方法对薄壁结构焊接变形影响规律探究 |
| 4.1 刚性约束法 |
| 4.1.1 模型及边界条件 |
| 4.1.2 刚性约束法下焊接变形影响因素 |
| 4.2 辅助约束 |
| 4.2.1 辅助约束法的数值模拟建模及边界条件 |
| 4.2.2 计算结果与原始结果对比 |
| 4.2.3 辅助约束法影响因素探究 |
| 4.2.4 试验验证 |
| 4.3 辅助约束法控制薄壁圆筒结构焊接变形的预测 |
| 4.3.1 变形及应变结果预测 |
| 4.3.2 残余应力结果预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 焊时温差拉伸法对薄壁结构焊接变形的影响 |
| 5.1 焊时温差拉伸法对薄平板结构焊接变形及残余应力预测 |
| 5.1.1 模型及边界条件 |
| 5.1.2 焊时温差拉伸法下焊接变形控制效果影响因素 |
| 5.2 焊时温差拉伸法对圆筒结构变形控制的预测 |
| 5.2.1 变形及应变结果预测 |
| 5.2.2 残余应力结果预测 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）双机器人焊接协同作业轨迹规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究和应用现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 机器人运动学分析 |
| 2.1 机器人模型介绍 |
| 2.2 空间描述 |
| 2.2.1 空间位置的描述 |
| 2.2.2 空间姿态的描述 |
| 2.2.3 空间位姿的描述 |
| 2.3 机器人运动学基础 |
| 2.3.1 机器人坐标系建立 |
| 2.3.2 坐标系的变换 |
| 2.3.3 机器人运动学正解 |
| 2.3.4 机器人运动学逆解 |
| 2.4 机器人关节空间与协同工作空间 |
| 2.4.1 机器人的运动空间关系 |
| 2.4.2 协同作业空间的选取 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 典型曲线焊缝的数学描述 |
| 3.1 一般空间焊缝曲线的数学表达与分类 |
| 3.1.1 任意空间曲线的数学表达 |
| 3.1.2 常用焊缝曲线分类 |
| 3.2 相贯线的数学模型 |
| 3.3 焊缝姿态模型 |
| 3.3.1 焊缝离散化 |
| 3.3.2 基于船形焊约束下的姿态模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双机系统碰撞检测及避障规划 |
| 4.1 双机系统坐标系建立 |
| 4.2 双机器人控制系统 |
| 4.3 碰撞检测方法 |
| 4.3.1 分离轴理论 |
| 4.3.2 碰撞检测算法 |
| 4.3.3 碰撞检测实验 |
| 4.4 机器人避碰处理 |
| 4.4.1 避碰需求分类 |
| 4.4.2 避碰规划 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 轨迹规划 |
| 5.1 双机系统解耦 |
| 5.2 旋转轴的选择 |
| 5.3 双机器人焊接协同作业约束条件 |
| 5.3.1 最佳焊位的确定 |
| 5.3.2 焊枪姿态拟合 |
| 5.3.3 焊缝坐标系调整 |
| 5.4 操作空间轨迹规划 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 仿真与实验 |
| 6.1 仿真实验平台搭建 |
| 6.2 仿真实验 |
| 6.3 现场焊接实验 |
| 6.4 实验结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（10）用于相贯线焊缝的焊接机器人和变位机的运动规划及图形仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、意义与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外焊接机器人系统路径规划研究现状 |
| 1.2.2 国内外离线编程研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 焊缝位姿及焊枪位姿的描述 |
| 2.1 焊缝位姿的定义与表达 |
| 2.1.1 焊缝坐标系的定义 |
| 2.1.2 船形焊位姿的坐标系表示 |
| 2.2 焊枪位姿的定义与表达 |
| 2.2.1 焊枪位姿坐标系的定义 |
| 2.2.2 焊枪位姿的矩阵表达 |
| 2.3 两种一般相贯线焊缝位姿模型 |
| 2.3.1 圆管和圆管相贯线焊缝 |
| 2.3.2 圆管和椭球体相贯线焊缝 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 焊接机器人系统的运动学研究 |
| 3.1 姿态的单位四元数表示 |
| 3.2 机器人运动学分析 |
| 3.2.1 D-H参数法运动学模型的运动学正解 |
| 3.2.2 D-H参数法运动学模型的运动学逆解 |
| 3.2.3 旋量法运动学模型的运动学正解 |
| 3.2.4 旋量法运动学模型的运动学逆解 |
| 3.3 变位机运动学分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 焊接机器人系统的轨迹规划 |
| 4.1 焊接机器人系统的标定 |
| 4.1.1 焊枪坐标系标定 |
| 4.1.2 焊接机器人和变位机的标定 |
| 4.2 焊接机器人系统轨迹的初步规划 |
| 4.2.1 焊接机器人和变位机耦合分析 |
| 4.2.2 船型焊姿态算法 |
| 4.3 焊接机器人关节空间轨迹规划 |
| 4.3.1 四阶三次均匀B样条函数的推导 |
| 4.3.2 控制点的求解 |
| 4.4 焊接机器人奇异性分析 |
| 4.5 焊接机器人系统中焊枪和焊件的碰撞检测 |
| 4.6 焊接机器人系统轨迹规划对比 |
| 4.6.1 平面圆形焊缝 |
| 4.6.2 圆管和圆管马鞍线 |
| 4.6.3 圆管和椭球相贯线 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 离线编程系统概述和图形仿真 |
| 5.1 离线编程系统概述 |
| 5.2 焊接机器人系统模型导入 |
| 5.3 坐标系统和摄像机 |
| 5.3.1 坐标系统 |
| 5.3.2 摄像机 |
| 5.4 光照渲染 |
| 5.5 马鞍形焊缝运动仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 圆管和圆管相贯线MATLAB计算程序 |
| 附录2 旋量法逆解MATLAB计算程序 |
四、船形焊接工艺参数的确定方法（论文参考文献）
- [1]装配式钢结构住宅组焊H型钢自动生产系统的研发及应用[D]. 王志兴. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]基于数字孪生的机器人焊接运行规划技术研究[D]. 侯俊豪. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]6082铝合金熔化极气体保护焊接头微观组织及性能研究[D]. 祁广斌. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]厚壁构件留间隙双面埋弧焊可视化工艺控制系统设计[D]. 周煜超. 南华大学, 2020
- [5]铝合金相贯线焊缝机器人焊接离线编程及试验研究[D]. 张玉博. 内蒙古工业大学, 2020(02)
- [6]汽车动力电池用铝合金激光焊接特性试验研究[D]. 黄易. 湖北工业大学, 2020(08)
- [7]船用铝合金/钢复合接头承载能力提高方法研究[D]. 余洋. 浙江工业大学, 2020(08)
- [8]燃烧室薄壁结构焊接变形控制工艺研究[D]. 李宏佳. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]双机器人焊接协同作业轨迹规划[D]. 张荣. 广西科技大学, 2019(09)
- [10]用于相贯线焊缝的焊接机器人和变位机的运动规划及图形仿真[D]. 曾瑞. 广东工业大学, 2019(02)