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摘要
现有大部分搅拌摩擦焊设备缺乏对过程变量的有效监控，建立开放式的控制系统是解决这一问题的有效手段，然而搅拌摩擦焊工艺与传统的金属切削有两大不同，即焊接倾角与圆弧切线跟踪功能。现有设备将圆弧切线跟踪功能集成到控制系统中，导致用户研究开放式可控制系统时还需对此功能进行专门的设计，进而导致设备研发周期变长、成本增加。构建了基于Ether CAT的开放式控制系统，以一种龙门式搅拌摩擦焊机床为例，运用D-H法推导出机床全参数化正逆向运动学数学模型，并提出一种简单的平面二维圆弧切线跟踪方法，在已有两轴圆弧插补的基础上不需研究三轴插补算法即可完成搅拌摩擦焊。最后选择一种典型的焊缝轨迹进行运动仿真与焊接试验，验证了机床参数化运动学模型的正确性及圆弧切线跟踪方法的可行性。
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