CN105364349B - 一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，检测方法如下：将石膏工件固定在工装上；将工装固定在变位机上，启动变位机；在焊接机器人焊枪枪头安装划痕钢针；启动焊接机器人，对石膏工件进行模拟焊接，形成焊接轨迹；利用三维激光扫描仪对焊接轨迹进行扫描，形成焊接轨迹三维模型，通过扫描得到的三维模型与理论焊接模型进行数模比对，对其偏差值进行分析，判断出焊缝轨迹是否合格。本检测方法简单，且利用石膏对焊接工件进行模型仿真，节约检测成本，直观的展示了焊接机器人焊接轨迹，便于测量和分析，为研发生产方、销售方和用户提供更为统一、直观、准确的评价标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊缝轨迹检测的方法，具体是一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，属于焊缝轨迹检测技术领域。
背景技术
随着科技的迅猛发展，焊接机器人在工业制造领域内广泛应用，焊接是现代机械制造中必不可少的加工工艺，所以焊接机器人的性能严重影响到机械产品的质量，焊接机器人性能较差，则在焊接过程中焊缝偏差率较高，造成焊接缺陷。另外，焊接机器人的性能检测没有形成行业的标准，导致需求者无法对焊接机器人进行直接准确的评估。目前，焊接机器人采用焊缝跟踪检测，对焊接偏差进行修正，但精确度不高，另外，多自由度检测涉及干扰因素较多，对焊缝轨迹(即，焊件经焊接后形成的集合部分)的检测偏差率高，不能准确判断焊接机器人的性能是否合格。
发明内容
本发明的目的是提供一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，在焊件不变形的情况下，通过检测焊缝的轨迹是否符合要求，来对焊接机器人机械及配合系统进行分析，能够精确地检测焊接机器人机械系统性能，为焊接机器人焊缝偏差校准提供理论依据，从而为提高焊接机器人焊接过程中焊缝的精确度，为研发生产方、销售方和用户提供更为统一、直观、准确的评价标准。
为实现上述目的，本发明一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，包括焊接机器人、工装、石膏工件、划痕钢针、变位机、三维激光扫描仪、三维模型软件、三维建模软件和分析软件，具体检测方法如下：
a. 将石膏工件固定在工装上；
b. 将工装固定在变位机上，启动变位机，工装随变位机花盘运动，从而带动工装上的石膏工件运动；
c. 将划痕钢针安装在焊接机器人的焊枪枪头上；
d. 启动焊接机器人，通过操作面板编辑焊接路径，焊接机器人进行模拟焊接，变位机配合运动，划痕钢针在石膏工件表面形成划痕，即焊缝轨迹；
e. 使用三维激光扫描仪，对石膏工件表面的焊缝轨迹进行三维扫描，形成焊缝轨迹的三维模型；
f. 利用三维模型软件对焊缝轨迹的三维模型进行测量，得到焊缝轨迹的外观尺寸，并保存数据；
g. 采集上述石膏工件的尺寸，并利用三维建模软件对该石膏工件建立理论焊接模型，然后再利用三维模型软件对石膏工件的理论焊接模型进行测量，得到理论焊缝轨迹的外观尺寸，并保存数据；
h. 利用分析软件对石膏工件的焊缝轨迹的外观尺寸与石膏工件的理论焊接模型的焊缝轨迹的外观尺寸进行对比分析，得到二者的尺寸偏差值，并根据企业要求判断石膏工件的焊接轨迹的外观尺寸是否合格。
进一步，工装由压紧板和连接底座组成，所述石膏工件通过压紧板、紧固螺栓固定安装在连接底座上，所述连接底座通过螺栓固定安装在变位机上，便于安装和拆分。
优选地，划痕钢针与焊接枪枪头过盈配合，使划痕钢针不易脱落，提高工作效率。
优选地，所述三维激光扫描仪为手持式3D扫描仪，具体型号为handyscan700，所述三维建模软件为solidworks；所述分析软件为Geomagic软件。
与现有技术相比，本发明易于对难测量的焊接机器人的机械系统进行检测，检测精度高、可靠性高；本检测方法简单，且利用石膏对焊接工件进行模型仿真，大大地节约了检测成本，直观的展示了焊接机器人焊缝轨迹，便于测量和分析，为研发生产方、销售方和用户提供更为统一、直观、准确的评价标准。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，包括焊接机器人5、工装、石膏工件3、划痕钢针、变位机1、三维激光扫描仪、三维模型软件、三维建模软件和分析软件，具体检测方法如下：
a. 将石膏工件3固定在工装上；
b. 将工装固定在变位机1上，启动变位机1，工装随变位机花1的盘运动，从而带动工装上的石膏工件3运动；
c. 将划痕钢针安装在焊接机器人5的焊枪枪头上；
d. 根据现场的焊接需求调整焊接机器人5与变位机1距离，启动焊接机器人5，通过操作面板编辑焊接路径，焊接机器人5进行模拟焊接，变位机1配合运动，划痕钢针在石膏工件3表面形成划痕，即焊缝轨迹3；上述焊接时，焊接机器人5与变位机1的距离如何调整是本领域技术人员的公知常识。
e. 使用型号为handyscan700的三维激光扫描仪对石膏工件3表面的焊缝轨迹6进行三维扫描，形成焊缝轨迹6的三维模型，上述三维激光扫描仪的测量精度能够达到0.03mm；
f. 利用三维模型软件对焊缝轨迹6的三维模型进行测量，得到焊缝轨迹6的外观尺寸，并保存数据；
g. 采集上述石膏工件3的尺寸，并利用三维建模软件solidworks对该石膏工件3建立理论焊接模型，然后再利用三维模型软件solidworks对石膏工件3的理论焊接模型进行测量，得到理论焊缝轨迹的外观尺寸，并保存数据；
h. 利用分析软件Geomagic对石膏工件3的焊缝轨迹6的外观尺寸与石膏工件3的理论焊接模型的焊缝轨迹的外观尺寸进行对比分析，得到二者的尺寸偏差值，并根据企业要求判断石膏工件3的焊接轨迹6的外观尺寸是否合格。
上述所述的企业要求为企业想要达到的实际焊缝轨迹6的外观尺寸与理论焊缝轨迹的外观尺寸的偏差值在某一个范围内。举例说明：如企业要求实际焊缝轨迹6与理论焊缝轨迹的外观尺寸的偏差值在0.02～0.04之间，则该实际焊缝轨迹6为合格，进而也检测了焊接机器人5的的机械系统性能良好，且焊接精确度高；若该实际焊缝轨迹6与理论焊缝轨迹的外观尺寸的偏差大于0.04，则该实际焊缝轨迹6为不合格，工作人员可根据焊缝轨迹6的外观尺寸的偏差值，对焊接机器人5的机械控制系统进行调节，以使焊缝轨迹6达到企业要求。
若焊缝轨迹6的外观尺寸有国家标准、行业标准或企业标准进行检测，则检测时，则按照企业提供的上述任意标准进行检测，若检测出的偏差值在标准允许的范围内，则焊缝轨迹6为合格，否则，为不合格。
上述所采用的变位机1、焊接机器人5均为合格出厂的变位机1和焊接机器人5，且上述石膏工件3的形状可以根据实际需求进行改变，并不是固定不变的。
本发明使用石膏工件3代替焊接零件进行检测的方法，比较容易进行直观的测量，在焊件不变形的情况进行测量焊接机器人5及焊接机构的机械运动精度，大大地节约了实验成本，通过分析软件Geomagic对石膏工件3上的焊缝轨迹的三维模型与该石膏工件3的理论焊接模型进行数模比对，对其焊缝轨迹6外观尺寸的偏差进行分析，读取二者尺寸的偏差值，然后根据企业要求的偏差值的范围来判断焊缝轨迹是否合格，从而判断焊接机器人的性能是否合格，当然，若焊缝轨迹6尺寸有国家标准、行业标准或企业标准的话，也可按照企业提供的标准来判断焊缝轨迹是否合格。本检测方法简单易懂，便于操作，且检测成本低。
本发明使用石膏件3代替的焊接零件进行试验的方法，大大地节约了检测成本，节省了企业的生产成本，且比较容易就行直观的测量，在焊件不变形的情况进行测量焊接机器人5及焊接机构的机械运动精度。
Claims (4)
1.一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，包括焊接机器人（5）、工装、石膏工件（3）、划痕钢针、变位机（1）、三维激光扫描仪、三维模型软件、三维建模软件和分析软件，其特征在于，具体检测方法如下：
a. 将石膏工件（3）固定在工装上；
b. 将工装固定在变位机（1）上，启动变位机（1），工装随变位机（1）的花盘运动，从而带动工装上的石膏工件（3）运动；
c. 将划痕钢针安装在焊接机器人（5）的焊枪枪头上；
d. 启动焊接机器人（5），通过操作面板编辑焊接路径，焊接机器人进行模拟焊接，变位机（1）配合运动，划痕钢针在石膏工件（3）表面形成划痕，即焊缝轨迹（6）；
e. 使用三维激光扫描仪，对石膏工件（3）表面的焊缝轨迹进行三维扫描，形成焊缝轨迹（6）的三维模型；
f. 利用三维模型软件对焊缝轨迹（6）的三维模型进行测量，得到焊缝轨迹（6）的外观尺寸，并保存数据；
g. 采集上述石膏工件（3）的尺寸，并利用三维建模软件对该石膏工件（3）建立理论焊接模型，然后再利用三维模型软件对石膏工件（3）的理论焊接模型进行测量，得到理论焊缝轨迹的外观尺寸，并保存数据；
h. 利用分析软件对石膏工件（3）的焊缝轨迹（6）的外观尺寸与石膏工件（3）的理论焊接模型的焊缝轨迹的外观尺寸进行对比分析，得到二者的尺寸偏差值，并根据企业要求判断石膏工件（3）的焊接轨迹（6）是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，其特征在于，所述工装由压紧板（4）和连接底座（2）组成，所述石膏工件（3）通过压紧板（4）、紧固螺栓固定安装在连接底座（2）上，所述连接底座（2）通过螺栓固定安装在变位机（1）上。
3.根据权利要求1或2所述的一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，其特征在于，所述划痕钢针与焊接枪枪头过盈配合。
4.根据权利要求1或2所述的一种焊接机器人焊缝轨迹检测的方法，其特征在于，所述三维激光扫描仪为手持式3D扫描仪；所述三维建模软件为solidworks；所述分析软件为Geomagic软件。
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