二十一世纪,能源危机日趋严峻,降低成本、轻量化成了当下热搜的代言词。以铝蜂窝材料为代表的轻量化产物在各行各业得到了广泛的应用,例如轨道交通、石油化工等。蜂窝芯传统工艺复杂繁琐,材料浪费严重,强度一般,研究开发低成本高强度的自动化铝蜂窝生产设备具有重大的意义。本文对铝蜂窝材料的传统生产工艺进行研究,分析其降低成本的关键点,同时为增强铝蜂窝的结构强度,采用激光焊接工艺来优化连接方式,通过自动化设备的最优控制策略,实现高效低成本地生产,同时提高强度。主要研究工作如下:1.通过对市场的调研,查阅相关资料,分析了铝蜂窝芯的生产工艺发展历史及当前市场情况,归纳总结当前制造设备及生产工艺的缺陷,结合当前先进的激光焊接技术,设计了铝蜂窝激光焊接自动化设备。2.分析了传统制作工艺,理论分析新的激光焊接工艺带来的优势,对已经设计的铝蜂窝激光焊接自动化设备建模,进行参数化,根据自动化设备不同模块的工作原理,选择合适的结构,确定最优的零部件选型等,并对关键的模块进行必要的计算,并利用WORKBENCH对其进行有限元强度分析,最终整合铝蜂窝激光焊接的工艺流程。3.铝蜂窝激光焊接自动化设备的关键点在于焊接的速度,这直接影响着整个设备的性能,为使得激光焊接工作节拍最优化,本文借助现代控制理论,设计出最适合此设备的控制策略,进行位置及运动控制,并采用PMAC控制系统进行程序模拟仿真,以达到最终理想的状态。4.为验证新工艺带来的优化效果,首先对传统胶粘铝蜂窝芯进行胶粘强度分析,利用有限元软件WORKBENCH及三维软件Solidworks,建模仿真,其次,针对激光焊接的工艺关键点,研究激光参数对焊接的影响,从而选择最优的参数,并对铝蜂窝激光焊接芯的模拟样件进行有限元仿真,对比两者的结果,得出结论。5.调试铝蜂窝激光焊接自动化设备,模拟实际生产,将自动化设备生产的产品与传统蜂窝芯对比,进行力学性能试验。结果表明自动化设备达到了预期的目的,降低成本,提高蜂窝芯的强度,同时设备运行稳定,具有实用性。本文研究了一种新型的铝蜂窝激光焊接自动化制造设备,有效解决了传统生产工艺所造成的材料浪费,成本增加,强度低等问题。对实际生产制造具有很高的参考价值。