激光焊接机器人复杂曲面加工轨迹数字孪生控制算法

针对刀具与切割位置既相联系又相区别，焊接过程及后期加工效率较低的问题，提出了激光焊接机器人复杂曲面加工轨迹数字孪生控制算法。利用测点的坐标转换矩阵，求解测量点到激光焊接机器人复杂曲面的最短距离，根据点到三角面片的距离计算原理，补偿了激光焊接机器人复杂曲面的加工误差；定义复杂曲面加工轨迹跟踪策略，利用跟踪策略系数求取复杂曲面加工轨迹跟踪的概率函数，结合高斯函数，计算复杂曲面加工轨迹跟踪策略的对数梯度，完成复杂曲面加工轨迹的跟踪。利用数字孪生技术将复杂曲面加工轨迹的坐标点导入虚拟空间，通过坐标点的映射，获取加工轨迹速度与转速的关系，结合数字孪生物理模型，实现复杂曲面加工轨迹的控制。实验结果表明，该算法在控制激光焊接机器人复杂曲面的加工轨迹时，与生成的加工轨迹更加接近，并将复杂曲面加工效率提高到90%以上。为激光焊接机器提供切实可行的焊接方案，提高复杂曲面加工轨迹控制性能。