奥泰摆焊需求和方案文档

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1. 摆焊简介

焊接摆动是提升焊接质量、适应不同工艺需求的重要手段，在传统非摆动焊接中，熔池仅依靠材料自身流动性融合，当拼缝宽度超过0.15mm时，易因熔池冷却过快导致气孔、砂眼等缺陷。摆动焊接通过激光或焊丝的机械搅拌作用（如圆形、正弦轨迹），增强熔池内部流动，促使两种材料充分混合，减少未熔合现象。

2. 偏移叠加框架调整

摆焊运动由焊接中心线和偏移量叠加而成。以前中心线的轨迹规划和偏移量叠加计算均在plan模块进行，偏移叠加和plan算法逻辑耦合,对plan的算法开发以及摆焊类型和参数的新增都带来负担，不利于长远开发。

因此，将偏移叠加计算放在interface层或者软件层，plan只进行焊接中心线的轨迹规划，将两者解耦开。

方案：先实现正弦摆动

轨迹点新增属性

• 相对于路径起始点的弧长；
• 摆动平面X（路径切线方向）和Y方向（只由路径切线方向和起点工具z轴确定）

Interface层需对不同ID的路径长度进行累加，以计算摆动幅值

3. 摆焊需求和方案

3.1 摆焊方位角、中心上升设置

方位角：相对于摆焊坐标系，使得摆焊平面绕着参考坐标系Z轴旋转（只旋转Y轴，X轴保 持不变）。

• 前后摆动：方位角为0deg
• 左右摆动：方位角为90deg
• 斜向摆动：方位角为0 ~90deg

计算：先计算幅值L，再根据方位角θ计算摆动方向偏移L sinθ和运动方向的偏移L cosθ

中心上升：指在摆焊的中心处焊炬的隆起量。通常在执行多层多道焊接时，为了避开中 心处的焊道高度，设置的中心隆起量

计算：每四分之一步长在摆动坐标系z轴线性上升或者下降高度h（本质是z轴方向的叠加）

在一个周期中：下降—>上升-->下降-->上升 （过程中高度需大于等于0），起点不上升，位于中心线上

3.2 L型摆动

L型主要在角焊接和 V 坡口的焊接中使用， 可有效提升角焊和V坡口焊接的熔合质量。

• 角焊：如箱体、框架结构的直角焊缝
• V坡口焊接：适用于需要填充较大坡口的厚板焊接。

计算：to do

3.3 焊接参数实时调整

aral_export增加动态调整摆动参数接口：

/**
*@brief:设置摆动参数，支持在摆动过程中调整
*@para frequency:摆动频率，单位Hz
*@para amplitude:摆动幅值，单位m
*@para hold_distance_time:幅值处停留时间或者距离
*@para v:焊接速度
*/
int setWeaveParameters(const double& frequency, const doudble& amplitude, const Array2d& hold_distance_time, const double& v);

摆动周期：将一个完整的正弦摆或者L型摆定义为一个摆动周期

动态调整基本思想：当前周期不调整，总是从下一周期开始调整。摆动频率和振幅给定1~2个摆动周期的调整时间，焊接速度和幅值处停留时间/距离从下一摆动周期生效。

频率渐变：蓝色（当前周期）、红色（调整周期）、绿色（生效周期）

振幅渐变：蓝色（当前周期）、红色（调整周期）、绿色（生效周期）

频率振幅渐变：蓝色（当前周期）、红色（调整周期）、绿色（生效周期）

摆动停留时间：摆动停留处焊接速度为0，当频率发生改变，即步长改变，速度为0点改变，就需要plan模块重新规划。plan模块需考虑对组合路径进行规划，支持指定中间点速度，且无需路径分割。

摆动停留距离：在下一周期生效即可。

焊接速度：在plan中通过动态调整运动约束实现.

4.开发内容及问题

• 确定开发版本,先在0.40开发,后迁到0.39
• interface中增加轨迹偏移计算接口(规划中摆动计算代码迁移)
• interface中增加动态调整摆动参数接口,优先支持频率和振幅，需考虑摆动到终点问题
• plan模块需考虑对组合路径进行规划，支持指定中间点速度，且无需路径分割

５．开发计划

计划在4月下旬提供测试包，包含频率、方位角、仰角、中心上升设置；支持正弦摆动参数（频率和幅值）调整