Robottihitsausaseman lasermittaukseen perustuvan ohjausjärjestelmän kehitys

Abstract

Robottihitsausjärjestelmissä automaatio- ja tiedonsiirtoratkaisuilla on tärkeä rooli. Tämän diplomityön tavoitteena on toteuttaa ja implementoida työhön määritetyn hitsauskoneen, robottiohjaimen ja laserskannerin ohjausjärjestelmä siten, että työkappaleen lasermittausten perusteella voidaan määrittää hitsaukseen sopivat hitsausparametriarvot. Työssä muodostetaan ohjelmia, jotka kykenevät datan vastaanottoon ja lähettämiseen mittausten tuomiseksi MATLAB-ympäristöön. Lisäksi esitellään menetelmä, jolla muodostetaan laskentamalli lasermittauksen ja hitsausparametrien välille. Menetelmä perustuu mallin iteroimiseen hitsaustestien avulla. Työn tuloksena saadaan malli skannatun päittäisliitoksen I-railon leveyden ja hitsauskoneen langansyöttönopeuden välille, minkä avulla voidaan suorittaa toistettavasti laadukasta hitsausta. Jatkotutkimuksessa voidaan pyrkiä ottamaan käyttöön hitsauskoneen ominaisuus, jonka avulla hitsausparametreja voidaan muuttaa hitsauksen aikana. Myös muodostetun skannausohjelman tarkkuutta voidaan pyrkiä parantamaan, vaikkakin sen todettiin olevan tämän työn puitteissa riittävä.

Welding is a field with great demand for automation in the form of welding robots. The objective of this master’s thesis is to design and implement a control system for the assigned welding machine, robot controller and laser scanner, so that proper welding parameters can be determined based on laser measurements of the workpiece. In the work done, such algorithms are programmed, which are able to receive and send data, to bring the measurement results to MATLAB environment. In addition a method for creating a model for defining welding parameters based on laser data is presented. The method is based on iteration between experimental welding tests. As a result, a model is formed between the width of a square groove and the corresponding wire feed speed. Based on the formed model, successful welding can be done with repeatability. For further research, control of the parameters during welding can be experimented with. Also, despite the accuracy of the scanning program being sufficient in the scope of this thesis, it can still be improved.