焊接机器人工作中不可避免地产生电弧力,一定程度上影响了焊接稳定性。针对这一问题,首先在SolidWorks中搭建3R焊接机器人模型进行仿真,分析焊枪在焊接工作中受电弧力的影响来揭示其焊接过程的动力学特性,探索末端焊枪作业稳定性与焊接区电弧力之间响应关系,并结合复杂多变的工况,选取多组不同大小、性质和频率的电弧力进行分类仿真,找到不同的干扰电弧力与焊枪运动稳定性之间的关联。研究表明:不同大小、不同性质和不同频率的电弧力对焊枪的扰动均存在一定规律,且频率的改变尤为突出;通过进一步频率的细化分析,发现当焊接电源频率趋于20 Hz时,焊枪抖振异常剧烈,发生共振现象。研究结论为避免焊枪异常共振提供了一定的参考。

喷管作为纳米石墨片喷射成型过程中核心部件,其结构设计合理与否对纳米石墨片喷射速度以及汇聚特性有重大影响。在微粉喷射成型圆形截面喷管结构的研究基础上,对其直管段进行了改进,以椭圆形变截面或矩形变截面代替原有的圆形截面,并采取数值模拟方法分析了上述三种喷管对于微粒喷射速度及其分布范围的影响,研究表明,椭圆形变截面打印喷管效果要明显好于矩形变截面和圆形截面喷管,最后通过实验研究验证了数值模拟结果的正确性。