CN108188619B - 自动化焊接系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能焊接技术领域，本发明提出的自动化焊接系统，焊接系统包括固定焊接工件的焊接台、夹持与抓取焊接工件的定位机器人、焊接机器人、上或下料升降机、电气控制模块、控制系统、三维解刨工件模块和运输机器人，与所述焊接系统的焊接方法。本发明的有益效果，减少人工分析、拿取工件、分配焊接先后顺序的工序，节约人工成本；通过不同厚薄度采用不同电压的焊枪进行焊接，同时不同金属焊接时也采用不同电压焊接，保证焊接效果更好。

Description

自动化焊接系统
技术领域
本发明涉及智能焊接系统，具体涉及一种三维立体环境下自动焊接模型系统。
背景技术
随着当今时代科技的飞速发展，焊接作为一种关键的制造技术已经步入了一个崭新的发展阶段，许多在激光、数字控制、计算机、信息处理、工业机器人等领域的当今最新科研成果、高新技术与前沿技术不断融合在焊接之中，多种直缝自动焊接设备随之大量出现。这些直缝自动焊接设备焊炬多采用气缸升降，高度只能通过机械夹具微调，仅适用于(0.5-6)mm的薄壁单层焊接。而在建筑、石油化工、工程机械等行业，随着大型焊接结构的需求增多，中厚板多层多道焊的应用越来越普遍。目前国内的中厚壁焊接方法以多层多道熔化极气体保护焊为主流，一般仍采用手工焊接或半自动化焊接，焊接效率偏低，工人劳动强度较大。此外，多数MAG/MIG/TIG等熔化极气体保护手工焊机本体自动化程度较高，除不能自动驱动焊枪的运行外均可实现对焊接电流、保护气和焊丝等的全部时序控制。
现有技术存在的缺陷在于，焊接时间太长，焊接点太粗糙，焊接过程中还是需要大量人力配合，焊接温度太高，对较薄弱的焊接点焊接温度控制较为困难，焊接系统缺少智能控制。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种能自动夹持焊接件，固定在焊接端，并完成自动焊接过程的系统，以及完成这个过程的方法，解决现有焊接技术焊接过程中仍然需要人工配合上料，后期补漏焊接的问题，同时焊接点焊接温度可根据焊接件壁厚度自由切换焊接电流。
本发明提出的自动化焊接系统，焊接系统包括固定焊接工件的焊接台、夹持与抓取焊接工件的定位机器人、焊接机器人、上或下料升降机、电气控制模块、控制系统、三维解刨工件模块和运输机器人；所述焊接系统的焊接方法包括以下焊接步骤，S1、由三维解刨工件模块分析焊接工件的焊接先后顺序，并传输执行命令给运输机器人完成焊接工件运输到上或下料升降机；S2、再由按三维解刨工件模块逆转录给夹持与抓取焊接工件的定位机器人的信息识别上或下料升降机的焊接工件是否符合此时的顺序，如果确认无误放置再把焊接件固定焊接工件的焊接台；S3、再后焊接机器人通过焊接的金属种类和焊接点厚薄度调剂电气控制模块焊接需要焊接的工件；S4、固定焊接工件的焊接台通过焊接工件的焊接位置坐自转和竖直升降，配合焊接机器人焊接。
本发明的使用原理在于，首先通过在三维解刨工件模块内输入整体焊接工件的三维立体图形，通过三维解刨工件模块自动分解需要焊接的焊接工件，三维解刨工件模块会根据焊接部件优先次序的不同，依次把需要焊接的工件信息传递给运输机器人，不同工件存放地点设有运输机器人，根据材料不同的先后工序，工件存放地点的运输机器人选取工件，放到工件堆一旁设置的传送带；然后由传送带按焊接先后顺序把需焊接的工件单一的传递给传送带末端的上或下料升降机；再后由夹持与抓取焊接工件的定位机器人抓取上或下料升降机上的额焊接工件，按焊接的先后顺序和焊接点的空间位置坐标起止点自由焊接；与此同时，电气控制模块控制焊枪的输出电压，进而控制不同焊接位置的厚薄点的温度，对工件配合焊接，最后，在开始焊接时固定焊接工件的焊接台也配合焊接件的位置变换而配合转动升降的焊接过程。
本发明自动化焊接系统的有益效果：减少人工分析、拿取工件、分配焊接先后顺序的工序，节约人工成本；通过不同厚薄度采用不同电压的焊枪进行焊接，同时不同金属焊接时也采用不同电压焊接，保证焊接效果更好；同时三维解刨工件模块与三维视觉识别模块形成一个良好的验证效果，保证焊接前每个焊接工件的顺序一致性，形成自动化的验证焊接。
附图说明
图1为本发明自动化焊接系统的流程图；
其中：1. 定位机器人；2. 焊接机器人；3. 上或下料升降机；4. 控制系统；5. 电气控制模块；6. 三维解刨工件模块；7. 运输机器人；11. 三维视觉识别模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的自动化焊接系统作进一步的说明。
如图1所示，自动化焊接系统，包括焊接系统和焊接方法，焊接系统包括固定焊接工件的焊接台、夹持与抓取焊接工件的定位机器人1、焊接机器人2、上或下料升降机3、电气控制模块5、控制系统4、三维解刨工件模块6和运输机器人7；所述焊接系统的焊接方法包括以下焊接步骤，S1、由三维解刨工件模块6分析焊接工件的焊接先后顺序，并传输执行命令给运输机器人7完成焊接工件运输到上或下料升降机3；S2、再由按三维解刨工件模块6逆转录给夹持与抓取焊接工件的定位机器人1的信息识别上或下料升降机3的焊接工件是否符合此时的顺序，如果确认无误放置再把焊接件固定焊接工件的焊接台；S3、再后焊接机器人2通过焊接的金属种类和焊接点厚薄度调剂电气控制模块5焊接需要焊接的工件；S4、固定焊接工件的焊接台通过焊接工件的焊接位置坐自转和竖直升降，配合焊接机器人2焊接。
通过在三维解刨工件模块6内输入整体焊接工件的三维立体图形，通过三维解刨工件模块6自动分解需要焊接的焊接工件，三维解刨工件模块6会根据焊接部件优先次序的不同，依次把需要焊接的工件信息传递给运输机器人7，不同工件存放地点设有运输机器人7，根据材料不同的先后工序，工件存放地点的运输机器人7选取工件，放到工件堆一旁设置的传送带；然后由传送带按焊接先后顺序把需焊接的工件单一的传递给传送带末端的上或下料升降机3；再后由夹持与抓取焊接工件的定位机器人1抓取上或下料升降机3上的额焊接工件，按焊接的先后顺序和焊接点的空间位置坐标起止点自由焊接；与此同时，电气控制模块5控制焊枪的输出电压，进而控制不同焊接位置的厚薄点的温度，对工件配合焊接，最后，在开始焊接时固定焊接工件的焊接台也配合焊接件的位置变换而配合转动升降的焊接过程。减少人工分析、拿取工件、分配焊接先后顺序的工序，节约人工成本；通过不同厚薄度采用不同电压的焊枪进行焊接，同时不同金属焊接时也采用不同电压焊接，保证焊接效果更好；同时三维解刨工件模块6与三维视觉识别模块11形成一个良好的验证效果，保证焊接前每个焊接工件的顺序一致性，形成自动化的验证焊接。
其中夹持与抓取焊接工件的定位机器人1内设置有三维视觉识别模块6，三维解刨工件模块6与三维视觉识别模块11互为输入和输出相匹配的转录与逆转录关系系统。便于三维视觉识别模块6对定位机器人1抓取的焊接工件顺序是否一致，进行验证。
三维解刨工件模块6根据三维图像分割原理对焊接的工件整体进行分割，按焊接先后顺序依次传递信号给运输机器人7。确保需要焊接的一个整体部件在焊接过程中不会出现焊接顺序混乱，焊接错误等现象，采用三维图像分割原理对需要焊接部件的整体进行逐一分割，按照一定的先后顺序发送指令告知运输机器人7。
焊接机器人2焊接部位设有多个焊枪，每个焊枪都对应电气控制模块5给予的独立的焊接电压范围值，针对焊接工件焊接点的厚薄程度采用单独的焊枪焊接，各种金属之间也采取相应的焊枪焊接，两种金属之间焊接，选择熔点高的金属电压焊枪焊接。不同金属之间焊接自动选择熔点高的金属电压焊枪进行焊接，同一焊接部件的不同位置，不同焊接点，选择不同电压的焊接枪焊接，使焊接过程的延续性，时间的快速性提高。同时不同的焊枪还可以实现在同一焊接部件的两端同时焊接，大大缩短了焊接时间。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.自动化焊接系统，其特征在于，焊接系统包括固定焊接工件的焊接台、夹持与抓取焊接工件的定位机器人（1）、焊接机器人（2）、上或下料升降机（3）、电气控制模块（5）、控制系统（4）、三维解刨工件模块（6）和运输机器人（7）；所述焊接系统的焊接方法包括以下焊接步骤，S1、由三维解刨工件模块（6）分析焊接工件的焊接先后顺序，并传输执行命令给运输机器人（7）完成焊接工件运输到上或下料升降机（3）；S2、再由按三维解刨工件模块（6）逆转录给夹持与抓取焊接工件的定位机器人（1）的信息识别上或下料升降机（3）的焊接工件是否符合此时的顺序，如果确认无误，再把焊接件固定在焊接工件的焊接台；S3、再后焊接机器人（2）通过焊接的金属种类和焊接点厚薄度调剂电气控制模块（5）焊接需要焊接的工件；S4、固定焊接工件的焊接台通过焊接工件的焊接位置做自转和竖直升降，配合焊接机器人（2）焊接；其中夹持与抓取焊接工件的定位机器人（1）内设置有三维视觉识别模块（11），三维解刨工件模块（6）与三维视觉识别模块（11）互为输入和输出相匹配的转录与逆转录关系系统；所述三维解刨工件模块（6）根据三维图像分割原理对焊接的工件整体进行分割，按焊接先后顺序依次传递信号给运输机器人（7）。
2.如权利要求 1 所述的自动化焊接系统，其特征在于：焊接机器人（2）焊接部位设有多个焊枪，每个焊枪都对应电气控制模块（5）给予的独立的焊接电压范围值，针对焊接工件焊接点的厚薄程度采用单独的焊枪焊接，各种金属之间也采取相应的焊枪焊接，两种金属之间焊接，选择熔点高的金属电压焊枪焊接。
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