CN104551351A - T型接头双缝双弧tig焊接集成系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统及方法，其结构为：焊接工装安装于工作台上，待焊接的T型接头零件安装于焊接工装上，通过电气操作盒对机器人的运动轨迹进行编程和设置，机器人置于机器人导轨的上方，机器人的控制硬件全部优化集成在机器人控制柜内，机器人导轨对称布置于工作台的两侧，机器人前端装配焊枪、自动送丝装置、激光跟踪系统和焊枪拖罩，机器人配备压力传感器和防碰撞软件，冷却水箱与焊接电源连接，在机器人工作过程中，冷却水箱对氩弧焊接电源进行冷却。该系统不仅降低了工人的劳动强度，改善了工作环境，提高了工作效率，而且显著提高了接头的焊接质量。

Description

T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统及方法

技术领域

本发明涉及一种T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统及方法，用于焊接自动化领域。

背景技术

机器人焊接是焊接行业的突破性进步，它相对于传统的焊接方式而言，是一种柔性的自动化新方式。目前国内外对焊接机器人的技术研究主要集中在焊缝跟踪技术、多台焊接机器人及外围设备的协调控制技术、机器人专用弧焊电源技术、焊接机器人系统仿真技术与机器人用焊接工艺方法五个方面。但总的来看，我国的焊接机器人技术及其工程应用的水平与国外比还有一定的差距。

飞机上的T型结构零件，采用双缝双弧TIG焊接技术生产，由于结构的限制，零件在焊接过程中容易产生咬边、烧穿、未焊透、裂纹、焊瘤等缺陷，零件的焊接变形量较大，难以保证零件的成形质量。

为了解决T型接头零件的焊接生产难题，保证零件的焊接质量，因而急需对T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统进行研究，并对双缝双弧TIG焊接工艺进行研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统及方法，该系统不仅降低了工人的劳动强度，改善了工作环境，提高了工作效率，显著提高了接头的焊接质量。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统，焊接工装安装于工作台上，待焊接的T型接头零件安装于焊接工装上，通过电气操作盒对机器人的运动轨迹进行编程和设置，机器人置于机器人导轨的上方，机器人的控制硬件全部优化集成在机器人控制柜内，机器人导轨对称布置于工作台的两侧，机器人前端装配焊枪、自动送丝装置、激光跟踪系统和焊枪拖罩，机器人配备压力传感器和防碰撞软件，冷却水箱与焊接电源连接，在机器人工作过程中，冷却水箱对氩弧焊接电源进行冷却。

一种双缝双弧TIG焊接集成系统焊接T型接头零件的方法，包括以下步骤：

1）焊前对待焊接零件进行化学清理、待焊接部位进行打磨、擦拭，清理油污、灰尘、氧化膜等污物，而后对待焊接零件进行装夹、定位，检查装配间隙和水、电、气是否接通；

2）机器人通电后，通过电气操作盒，进行机器人系统参数设置，焊机的通讯配置，激光跟踪系统的配置，各种焊接工艺参数初始设定；

3）设定T型接头双缝双弧焊接的技术参数，其中焊接电流为180-200A、电弧电压为8-10V、焊接速度0.12-0.15m/min、送丝速度0.22-0.26m/min、焊枪气体流量8-12L/min、拖罩气体流量6-10L/min和背面气体流量6-10L/min；

4）参数设定存储后，进行工件示教，包括焊接起始点、焊接速度、焊接位置信息及激光跟踪系统的设定；机器人各自示教完成后，通过模拟焊接过程，执行示教的焊接程序；

5）示教合格后，将机器人切换到自动模式进行零件的自动焊接，焊接过程中，激光焊缝跟踪系统对焊缝进行实时检测，并将焊缝轨迹的偏差提供给机器人，机器人根据这些数据进行轨迹的实时修证，从而保证焊接轨迹的准确性，同时机器人配备的压力传感器和防碰撞软件，保护机器人及外部设备和人员不致因碰撞产生损伤；

4）机器人完成焊接后，机器人复位，人工卸载零件，完成零件焊接。

该T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统采用对称设置的机器人进行同时焊接，避免了单面焊接对零件产生严重变形及零件高温氧化，导致性能下降。

T型接头双缝双弧TIG焊接方法采用激光焊缝跟踪仪进行焊接轨迹的跟踪，实时修证，从而保证焊接轨迹的准确性，保证了焊接的质量。

附图说明

图1为T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统结构布置图。

图2为机器人系统结构示意图。

图3为T型接头结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统，焊接工装2安装于工作台1上，待焊接的T型接头零件安装于焊接工装2上，通过电气操作盒5对机器人的运动轨迹进行编程和设置，机器人3置于机器人导轨4的上方，机器人3的控制硬件全部优化集成在机器人控制柜6内，机器人导轨4对称布置于工作台1的两侧，机器人3前端装配焊枪8、自动送丝装置9、激光跟踪系统11和焊枪拖罩12，机器人3配备压力传感器和防碰撞软件，冷却水箱10与焊接电源7连接，在机器人3工作过程中，冷却水箱10对氩弧焊接电源7进行冷却。

一种双缝双弧焊接集成系统焊接如图3所示的T型接头零件的方法，包括以下步骤：

1）焊前对待焊接零件进行化学清理、待焊接部位进行打磨、擦拭，清理油污、灰尘、氧化膜等污物，而后对待焊接零件进行装夹、定位，检查装配间隙和水、电、气是否接通；

2）机器人3通电后，通过电气操作盒5，进行机器人系统参数设置，焊机的通讯配置，激光跟踪系统的配置，各种焊接工艺参数初始设定；

3）设定T型接头双缝双弧焊接的技术参数，其中焊接电流为180-200A、电弧电压为8-10V、焊接速度0.12-0.15m/min、送丝速度0.22-0.26m/min、焊枪气体流量8-12L/min、拖罩气体流量6-10L/min和背面气体流量6-10L/min；

4）参数设定存储后，进行工件示教，包括焊接起始点、焊接速度、焊接位置信息及激光跟踪系统的设定；机器人3各自示教完成后，通过模拟焊接过程，执行示教的焊接程序；

5）示教合格后，将机器人3切换到自动模式进行零件的自动焊接，焊接过程中，激光焊缝跟踪系统11对焊缝进行实时检测，并将焊缝轨迹的偏差提供给机器人3，机器人3根据这些数据进行轨迹的实时修证，从而保证焊接轨迹的准确性，同时机器人3配备的压力传感器和防碰撞软件，保护机器人、外部设备和人员不致因碰撞产生损伤；

4）机器人完成焊接后，机器人复位，人工卸载零件，完成零件焊接。

Claims (2)

1.一种T型接头双缝双弧TIG焊接集成系统，其特征在于：焊接工装（2）安装于工作台（1）上，待焊接的T型接头零件安装于焊接工装（2）上，通过电气操作盒（5）对机器人的运动轨迹进行编程和设置，机器人（3）置于机器人导轨（4）的上方，机器人（3）的控制硬件全部优化集成在机器人控制柜（6）内，机器人导轨（4）对称布置于工作台（1）的两侧，机器人（3）前端装配焊枪（8）、自动送丝装置（9）、激光跟踪系统（11）和焊枪拖罩（12），机器人（3）配备压力传感器和防碰撞软件，冷却水箱（10）与焊接电源（7）连接，在机器人（3）工作过程中，冷却水箱（10）对氩弧焊接电源（7）进行冷却。

2.一种双缝双弧TIG焊接集成系统焊接T型接头零件的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）焊前对待焊接零件进行化学清理、待焊接部位进行打磨、擦拭，清理油污、灰尘、氧化膜等污物，而后对待焊接零件进行装夹、定位，检查装配间隙和水、电、气是否接通；

2）机器人（3）通电后，通过电气操作盒（5），进行机器人系统参数设置，焊机的通讯配置，激光跟踪系统的配置，各种焊接工艺参数初始设定；

3）设定T型接头双缝双弧焊接的技术参数，其中焊接电流为180-200A、电弧电压为8-10V、焊接速度0.12-0.15m/min、送丝速度0.22-0.26m/min、焊枪气体流量8-12L/min、拖罩气体流量6-10L/min和背面气体流量6-10L/min；

4）参数设定存储后，进行工件示教，包括焊接起始点、焊接速度、焊接位置信息及激光跟踪系统的设定；机器人（3）各自示教完成后，通过模拟焊接过程，执行示教的焊接程序；

5）示教合格后，将机器人（3）切换到自动模式进行零件的自动焊接，焊接过程中，激光焊缝跟踪系统（12）对焊缝进行实时检测，并将焊缝轨迹的偏差提供给机器人（3），机器人（3）根据这些数据进行轨迹的实时修证，从而保证焊接轨迹的准确性，同时机器人（3）配备的压力传感器和防碰撞软件，保护机器人及外部设备和人员不致因碰撞产生损伤；

4）机器人完成焊接后，机器人复位，人工卸载零件，完成零件焊接。