Simulation of robot paths and heat effects in welding

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Svetsning är en av de viktigaste tillämpningarna för robotar är inom tillverkningsindustrin. Normalt så programmeras roboten genom att operatören guidar manuellt robotarmen mellan de olika robotkoordinaterna. För att förbättra noggrannheten vid programmeringen kan man använda ett simuleringsverktyg, så kallat Computer Aided Robotics (CAR). Simulering kan även vara ett kraftfullt verktyg för utvärdering och minimering av oönskade spänningar och deformationer. Syftet med denna avhandling är att utveckla ett simuleringsverktyg samt en metod där man kan analysera robotbanor, temperatur förloppet, restspänningar och deformationer. Detta möjliggjordes genom att integrera ett robot simuleringsprogram med ett finita elementprogram. Ett speciellt interface skapades mellan de olika programvarorna vilket möjliggjorde ett informationsutbyte. För att validera metoden så jämfördes resultat från simuleringar med experimentella mätningar. Metoden användes för att programmera svetsbanor, både för plana plåtar samt för en komponent med komplex geometri. De genererade svetsbanorna överförs från robot simuleringsprogrammet till finita elementprogrammet där predikteringar av temperatur och restspänningar genomfördes. God överensstämmelse uppnåddes mellan programmerad robotbana och uppmätt robotbana. Temperaturmätningar genomfördes med både termoelement och en infraröd kamera. Mätresultat från de båda olika metoderna samt predikterade och uppmätta temperaturförlopp gav god överensstämmelse. Predikterade restspänningar jämfördes med neutrondiffraktion mätningar med en godtagbar överensstämmelse. En speciell systemarkitektur togs fram för att möjliggöra tidssynkronisering mellan de olika simuleringssystemen. Slutligen utvecklades en algoritm för optimering av svetshastighet för att minimera deformation. Arbetet kan betraktas som en grund till ett simuleringsverktyg där exempelvis robotbanor, svetssekvenser och fixturlösningar kan utvärderas och optimeras före tillverkning.