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具有力反馈的SMAW焊接仿真系统的设计与研究

黄俊  
【摘要】:虚拟焊接仿真系统已经被证明可以有效提高焊接培训效果,该领域近年来越来越受到研究人员的关注,国外已经出现了商业化的虚拟焊接仿真系统产品。在焊接仿真系统中引入力反馈因素可以有效地增强培训感知效果,国内几乎没有关于具有支持力反馈焊接仿真系统的研究。因此,开发具有力反馈的焊接触觉机械和手工电弧焊(SMAW)焊接仿真系统具有重要的学术意义和应用价值。 本文首先总结和概述了近年来国内外虚拟焊接仿真系统的研究状况,并根据焊接仿真系统的不同原理,对虚拟焊接仿真系统进行了分类。然后,分析手工电弧焊的任务要求、基本操作,设计出了一种穿戴式的RPR型焊接力反馈机械,分析了力反馈焊接机械静力平衡问题。详细阐述了该种机械的具体结构设计,材料、传动、驱动方案。最后,总结分析了影响手工电弧焊焊缝形状的关键工艺因素;介绍了力反馈焊接仿真的训练原理和关键技术,指出焊缝视觉反馈技术是该软件的核心模块,介绍了所开发的力反馈焊接仿真软件实现方案和主要功能。实践结果表明,该软件能基本上达到了预期设计目标和训练效果。


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