CN105945458A - 一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备及焊接方法 - Google Patents

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吴兴旺
潘慧君
周光
王淼
徐航
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Abstract

本发明公开了一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备及焊接方法，装备主要包括供电控制柜组件、拼接轨道、行走小车、垂直升降组件、焊接机器人、焊枪系统，所述供电控制柜组件悬挂于行走小车上方，所述行走小车安装在拼接轨道上，垂直升降组件、送丝系统、焊丝盘、剪丝组件分别安装在行走小车上，所述焊接机器人安装在垂直升降组件上，焊枪系统安装在焊接机器人前端。本发明能够自动完成多障碍复杂环境下焊缝的全位置自动焊接，可有效提高焊接效率，保证焊缝焊接质量。

Description

一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备及焊接方法
技术领域
本发明涉及自动化焊接领域，尤其涉及一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备及焊接方法。
背景技术
据申请人了解，目前在船舶等大型构件内部狭小空间多障碍环境下的多个同类型焊缝的焊接均采用人工手动焊接方法，该类焊缝的焊接具有焊接空间小、工作量大、全位置焊接等诸多难点，对焊接人员技术要求很高，焊接质量难以保证。由于大型构件内部空间小，人工焊接时难以找到舒服的焊接姿态，甚至有些地方几乎难以进入；同时由于大型构件内部大多为封闭或半封闭环境，焊接烟尘难以快速消除，对焊接人员的身体会造成很大伤害。
发明内容
本发明的目的在于：针对以上现有作业方式存在的缺点，提出一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备及焊接方法，可以有效提高焊接工作效率与焊接质量，降低劳动强度，改善工人工作环境。
为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备，主要包含供电控制柜组件、拼接轨道、行走小车、垂直升降组件、焊接机器人、焊枪系统，所述供电控制柜组件悬挂于行走小车上方，所述行走小车安装在拼接轨道上，垂直升降组件、送丝系统、焊丝盘、剪丝组件分别安装在行走小车上，所述焊接机器人安装在垂直升降组件上，焊枪系统安装在焊接机器人前端。
所述供电控制柜组件具有无线收发功能，可与行走小车同步移动。
所述拼接轨道采用多段轻质型材制造，可根据焊接位置进行移动拼接。
所述焊接机器人为六轴焊接机器人，具有自动焊缝起始点寻位功能。
一种多障碍环境下的全位置自动焊接方法，包括以下步骤：
第一步，根据焊接要求，将一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备移动到焊接区域，固定拼接轨道进行装备的定位；
第二步，供电控制柜组件根据工件型号控制行走小车沿拼接轨道移动，使得焊接机器人及焊枪系统移动至第一焊接位置；
第三步，焊接机器人根据焊接要求自动进行焊缝寻位；
第四步，焊接机器人带动焊枪系统进行焊缝焊接的示教自学习，完成第一焊接位置焊缝的全位置焊接并将焊缝焊接示教程序存储在供电控制柜组件中；
第五步，供电控制柜组件控制行走小车沿拼接轨道移动至下一焊接位置后，拆除上一焊接位置的拼接轨道，将其拼接在后续的焊接位置；
第六步，焊接机器人根据焊接要求自动进行焊缝寻位；
第七步，焊接机器人自动调用存储在供电控制柜组件中的焊缝焊接示教程序，完成该焊接位置焊缝的全位置焊接；
第八步，重复第五至第七步骤，直至完成所有焊缝的焊接。
本发明具有以下优点：
1. 供电控制柜组件具有无线收发功能，可进行无线遥控、传送及修改焊接程序和数据，更加方便快捷；
2. 拼接轨道采用多段轻质型材制造，重量轻，能够通过拼接调整，适应不同纵骨间距，设备移动更加灵活；
3. 焊接机器人选用六轴焊接机器人，具有自动焊缝起始点寻位功能；
4. 整套设备具有焊缝示教自学习功能，可自动完成后续焊缝的跟踪焊接，有效提高了焊接效率，保证了焊缝的焊接质量；
5. 送丝系统、焊丝盘、剪丝组件全部集成在行走小车上，结构更加紧凑，设备移动更加方便。
本发明可有效提高焊接可达性，提高焊接质量，降低了人为因素导致的产品不合格率，生产效率高，适应性强，同时使焊接人员远离恶劣的焊接环境，保障了人员的安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明整体示意图。
图3是本发明工件焊缝示意图。
其中：1.供电控制柜组件；2.拼接轨道；3.行走小车；4.垂直升降组件；5.焊接机器人；6.焊枪系统；7.送丝系统；8.焊丝盘；9.剪丝组件；10.纵骨；11.隔板；12.水密补板；13.焊缝。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3所示，本实施例主要是本发明的装备应用于船舶分段水密补板12的焊接。通常情况下船舱内部环境复杂，主要有纵骨10、隔板11等多重障碍，焊接空间狭小，同时水密补板12的焊缝13需全位置焊接，包含平焊、垂直焊、仰焊等焊接位置，焊接难度较高，每块隔板11上有多个水密补板需全位置焊接，工作量大，焊接质量难以保证。为提高焊接效率，保证焊缝的焊接质量，本发明的技术解决方案如下。
一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备，包含供电控制柜组件1、拼接轨道2、行走小车3、垂直升降组件4、焊接机器人5、焊枪系统6；所述供电控制柜组件1通过电动葫芦悬挂于行走小车3上方，供电控制柜组件1具有无线收发功能，可无线传输焊接程序和数据；供电控制柜组件1与行走小车3保持同步移动；所述行走小车3通过滑块或滚轮安装在拼接轨道2上，焊接过程中，行走小车3可沿拼接轨道2移动到相应的焊接位置；所述拼接轨道2采用多段铝合金型材制造，可根据焊接位置进行移动拼接；垂直升降组件4、送丝系统7、焊丝盘8、剪丝组件9分别安装在行走小车3上，所述焊接机器人5安装在垂直升降组件4上，焊枪系统6安装在焊接机器人5前端。
所述焊接机器人5为六轴焊接机器人，具有自动焊缝起始点寻位功能。
一种多障碍环境下的全位置自动焊接方法，包括以下步骤：
第一步，根据焊接要求，将一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备移动到船舱内部，利用开关磁铁的固定方式将拼接轨道2安装在船舱纵骨10上，进行装备的定位，开关磁铁的安装间距可根据纵骨10的间距进行调整；
第二步，供电控制柜组件1根据工件型号控制行走小车3沿拼接轨道2移动，使得焊接机器人5及焊枪系统6移动至第一焊接位置；
第三步，焊接机器人5根据焊接要求自动对水密补板12的焊缝13进行焊缝寻位；
第四步，焊接机器人5带动焊枪系统6对水密补板12的焊缝13进行焊接的示教自学习，完成第一焊接位置焊缝的全位置焊接并将水密补板12的焊缝13的焊接示教程序存储在供电控制柜组件1中；
第五步，供电控制柜组件1控制行走小车3沿拼接轨道2移动至下一焊接位置后，拆除上一焊接位置的拼接轨道，将其拼接在后续的焊接位置；
第六步，焊接机器人5根据焊接要求自动进行焊缝寻位；
第七步，焊接机器人5自动调用存储在供电控制柜组件1中焊缝焊接示教程序，完成该焊接位置焊缝的全位置焊接；
第八步，重复第五至第七步骤，直至完成隔板11上其余水密补板所有焊缝的焊接。
本发明具有以下优点：
1. 供电控制柜组件具有无线收发功能，可进行无线遥控、传送或修改焊接程序和数据，更加方便快捷；
2. 拼接轨道采用多段铝合金型材制造，重量轻，能够通过拼接调整，适应不同纵骨间距，设备移动更加灵活；
3. 焊接机器人选用六轴焊接机器人，具有自动焊缝起始点寻位功能；
4. 整套设备具有焊缝示教自学习功能，可自动完成后续同类型焊缝的跟踪焊接，有效提高了焊接效率，保证了焊缝质量；
5. 送丝系统、焊丝盘、剪丝组件全部集成在行走小车上，结构更加紧凑，设备移动更加方便。
本发明可有效提高焊接可达性，提高焊接质量，降低了人为因素导致的产品不合格率，生产效率高，适应性强，同时使焊接人员远离恶劣的焊接环境，保障了人员的安全。

Claims (5)

1.一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备，主要包括供电控制柜组件、拼接轨道、行走小车、垂直升降组件、焊接机器人、焊枪系统，其特征在于：所述供电控制柜组件悬挂于行走小车上方，所述行走小车安装在拼接轨道上，垂直升降组件、送丝系统、焊丝盘、剪丝组件分别安装在行走小车上，所述焊接机器人安装在垂直升降组件上，焊枪系统安装在焊接机器人前端。
2.根据权利要求1所述的多障碍环境下的全位置自动焊接装备，其特征在于：所述供电控制柜组件具有无线收发功能，并且可与行走小车同步移动。
3.根据权利要求1所述的多障碍环境下的全位置自动焊接装备，其特征在于：所述拼接轨道采用多段轻质型材制造，可根据焊接位置进行移动拼接。
4.根据权利要求1所述的多障碍环境下的全位置自动焊接装备，其特征在于：所述焊接机器人为六轴焊接机器人，具有自动焊缝起始点寻位功能。
5.一种如权利要求1所述的多障碍环境下的全位置自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，根据焊接要求，将一种多障碍环境下的全位置自动焊接装备移动到焊接区域，固定拼接轨道进行装备的定位；
第二步，供电控制柜组件根据工件型号控制行走小车沿拼接轨道移动，使得焊接机器人及焊枪系统移动至第一焊接位置；
第三步，焊接机器人根据焊接要求自动进行焊缝寻位；
第四步，焊接机器人带动焊枪系统进行焊缝焊接的示教自学习，完成第一焊接位置焊缝的全位置焊接并将焊缝焊接示教程序存储在供电控制柜组件中；
第五步，供电控制柜组件控制行走小车沿拼接轨道移动至下一焊接位置，拆除上一焊接位置的拼接轨道，将其拼接在后续的焊接位置；
第六步，焊接机器人根据焊接要求自动进行焊缝寻位；
第七步，焊接机器人自动调用存储在供电控制柜组件中的焊缝焊接示教程序，完成焊缝的全位置焊接；
第八步，重复第五至第七步骤，直至完成所有焊缝的焊接。
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