[发明专利]一种机器人搅拌摩擦焊压力控制方法

说明书

本发明提供一种机器人搅拌摩擦焊压力控制方法，其中，应用于控制系统中，控制系统实时监控焊接过程中的实际压力；机器人搅拌摩擦焊压力控制方法包括以下步骤：步骤S1，设定预设压力；步骤S2，将预设压力和实际压力依照第一算法进行计算，以得到第一压力；步骤S3，将第一压力和预设压力依照第二算法进行计算，以得到第二压力；步骤S4，将第一压力和第二压力进行求和，以得到实际压力，返回步骤S2，直到实际压力接近第二压力。本发明的有益效果在于：通过PID算法和CMAC函数结合计算实际压力，并且使实际压力接近与CMAC函数得到的第二压力，从而使压力控制更为精确和稳定。

技术领域

本发明涉及机械数控加工技术领域，尤其涉及一种机器人搅拌摩擦焊压力控制方法。

背景技术

机器人搅拌摩擦焊主轴主要由旋转摩擦焊接主轴和Z向调节轴构成。焊接过程中，电机驱动旋转摩擦焊接主轴进行高速旋转，搅拌针受到顶锻力、前进抗力及侧向阻力共同作用。为了使焊接顺利进行并且保证稳定的焊缝质量，需要对焊接过程中的压力进行精确控制。不同板厚的工件焊接时需要的压力也不相同，因此伺服电机系统的压力控制极为重要。

目前关于搅拌摩擦焊压力控制的解决方法是通过PID(比例-proportion，积分-integral，微分-differential)控制器控制焊接压力，这种方法在外界干扰难以实现快速响应的恒压力控制问题，从而引发飞边过多、试件过热等问题，严重时可能使搅拌针与工件背部的垫板碰撞，损坏搅拌针。另外，控制系统发出指令与执行系统实际运动之间存在较大时滞，而PID控制器对大时滞系统控制效果不佳。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在通过PID算法和CMAC(Cerebellar model Articulation Controller，小脑模型神经网络)函数结合计算实际压力，并且使实际压力接近与CMAC函数得到的第二压力，从而使压力控制更为精确和稳定的机器人搅拌摩擦焊压力控制方法。

具体技术方案如下：

一种机器人搅拌摩擦焊压力控制方法，其中，应用于控制系统中，控制系统实时监控焊接过程中的实际压力；

机器人搅拌摩擦焊压力控制方法包括以下步骤：

步骤S1，设定预设压力；

步骤S2，将预设压力和实际压力依照第一算法进行计算，以得到第一压力；

步骤S3，将第一压力和预设压力依照第二算法进行计算，以得到第二压力；

步骤S4，将第一压力和第二压力进行求和，以得到实际压力，返回步骤S2，直到实际压力接近第二压力。

优选的，机器人搅拌摩擦焊压力控制方法，其中，步骤S2中第一算法为PID算法；

步骤S2具体包括：

步骤S21，将预设压力和实际压力进行求差，以得到压力偏差；

步骤S22，将压力偏差依照PID算法进行计算，以得到第一压力。

优选的，机器人搅拌摩擦焊压力控制方法，其中，步骤S3中的第二算法为CMAC函数；在步骤S3之前具体包括：

步骤A1，对CMAC函数进行量化，以得到CMAC函数的概念映射；

步骤A2，根据概念映射得到CMAC函数的实际映射。

优选的，机器人搅拌摩擦焊压力控制方法，其中，

概念映射通过以下公式获得：

实际映射根据概念映射获得以下公式：

其中，