摘要:本课题的工作是在我校焊接实验室现有的IRB1410弧焊机器人设备系统的基础上进行激光焊接功能扩展的技术方案研究及概念设计。首先进行了激光焊接的原理、设备、工艺规律的研究以及示教型工业机器人本体的运动控制原理以及整个机器人设备的硬件系统、软件系统的构成及功能的研究；在此基础上进一步对激光焊接设备及其PLC控制系统进行了概念设计。最后对该设备与工业机器人之间的接口进行概念设计，通过该接口实现激光焊接设备与工业机器人之间的系统集成，达到在原有的MIG./MAG功能的基础上扩展激光焊接功能的目的。

关键字：工业机器人 激光焊接 PLC控制系统 功能拓展 接口

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摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 国内外激光焊接的发展-1

1.2 工业机器人的发展及意义-2

1.3 课题研究的主要内容和研究意义-3

第二章 激光焊接原理、工艺、设备-4

2.1 激光-4

2.1.1 激光的产生-4

2.1.2 激光的特性-4

2.2 激光焊接-4

2.2.1 概念-4

2.2.2 激光焊的原理-4

2.2.3 激光焊的特点-5

2.3 激光焊接机理及工艺-5

2.3.1 材料对激光的吸收-5

2.3.2 激光焊接的两种机理-6

2.3.3 激光焊接工艺及参数-6

2.3.4 影响激光焊接质量的主要因素-8

2.3.5 激光焊接的三种焊接过程的物理现象和焊缝成形-10

2.3.6 焊接参数对焊接过程及成形的影响-10

2.3.7 激光的危害及安全防护-11

2.4 激光焊接设备设备的概念设计-12

2.4.1 激光器及其负载特性-12

2.4.2 激光焊接电源的输出特性-15

2.4.3 激光焊接设备组成-18

第三章 示教型6关节工业机器人的原理及设备-20

3.1 示教型6关节工业机器人本体的运动控制原理-20

3.2示教型6关节工业机器人的机械设备-24

3.3示教型6关节工业机器人的控制系统-25

3.3.1 机器人硬件系统-25

3.3.2 工作原理-28

3.4 机器人通信协议-29

3.5 IRB1410机器人接口分析-29

第四章 机器人的激光焊PLC设计-32

4.1 PLC及PLC控制系统的构成-32

4.1.1 PLC基本单元及PLC控制系统的硬件系统构成-32

4.1.2 PLC的软件组成-34

4.2 PLC控制系统设计的原则-34

4.3 激光焊的PLC控制系统的设计-34

4.3.1 激光焊工艺分析-34

4.3.2 确定PLC的I/O点数并选择PLC-35

总结-39

参考文献-40

致谢-41