CN109290708A - Boss头修复的自动焊接机器人系统及控制方法 - Google Patents

Boss头修复的自动焊接机器人系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109290708A
CN109290708A CN201811386333.7A CN201811386333A CN109290708A CN 109290708 A CN109290708 A CN 109290708A CN 201811386333 A CN201811386333 A CN 201811386333A CN 109290708 A CN109290708 A CN 109290708A
Authority
CN
China
Prior art keywords
branch pipe
welding
rotation
boss
welding gun
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811386333.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李海超
梁恒斌
任文博
刘宇金
王小朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Irt Intelligent Robot Technology Co Ltd
Original Assignee
Harbin Irt Intelligent Robot Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Irt Intelligent Robot Technology Co Ltd filed Critical Harbin Irt Intelligent Robot Technology Co Ltd
Priority to CN201811386333.7A priority Critical patent/CN109290708A/zh
Publication of CN109290708A publication Critical patent/CN109290708A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

BOSS头修复的自动焊接机器人系统及控制方法，涉及焊接领域。本发明是为了解决现有对BOSS头焊缝采用人工焊接完成，工作效率低、工艺不规范、质量不稳定、工况处于辐射环境，对现场修复操作人员身体有较大的伤害的问题。2轴平台，用于带动4轴焊接机器人实现旋转和垂直运动；视觉系统，用于拍摄图像，通过对该图像进行边缘提取，并根据深度信息提取算法得到支管空间位置信息；处理器，用于根据视觉系统得到支管空间位置信息，控制2轴平台转动，带动4轴焊接机器人靠近支管焊缝位置，控制母管夹紧机构夹紧母管，控制支管夹紧机构夹紧支管，控制4轴焊接机器人转动从而调整焊枪位置，使焊枪对支管焊缝进行焊接。它用于对支管焊缝进行焊接。

Description

BOSS头修复的自动焊接机器人系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于核电厂回路的BOSS头修复的自动焊接机器人系统及自动焊接机器人的控制方法。属于焊接领域。
背景技术
核电厂存在大量的BOSS头焊缝(管道上安装式支管焊缝)，当前，因焊接过程控制不当导致多个BOSS头焊缝出现未溶合、夹渣、气孔等缺陷。核电厂BOSS头焊缝主要采用“先焊接后钻孔”的成型工艺，母管、支管和BOSS头管座均为奥氏体不锈钢，主要采用氩-电联合(手工氩弧焊打底焊接、焊条电弧填充盖面)的焊接工艺。目前，部分BOSS头焊缝由国外公司采用Overlay堆焊技术进行在役修复，因实施成本较高，应用推广受到局限。所以，大部分在役修复工作仍然依靠人员手工焊接完成，工作效率低、工艺不规范、质量不稳定；工况处于辐射环境，对现场修复操作人员身体有较大的伤害。
发明内容
本发明是为了解决现有对BOSS头焊缝采用人工焊接完成，工作效率低、工艺不规范、质量不稳定、工况处于辐射环境，对现场修复操作人员身体有较大的伤害的问题。现提供BOSS头修复的自动焊接机器人系统及控制方法。
BOSS头修复的自动焊接机器人系统，它包括视觉系统1、4轴焊接机器人2、母管夹紧机构、支管夹紧机构、2轴平台4、AGV移动平台3和控制机箱5，
视觉系统1、4轴焊接机器人2、控制机箱5、2轴平台4、支管夹紧机构和母管夹紧机构均设置在AGV移动平台3上，
控制机箱5内设置处理器，
AGV移动平台3，用于按照预先规划路径移动到达支管焊缝的位置；
2轴平台4，用于带动4轴焊接机器人2实现旋转和垂直运动；
视觉系统1，用于拍摄图像，通过对该图像进行边缘提取，并根据深度信息提取算法得到支管空间位置信息；
处理器，用于根据视觉系统1得到支管空间位置信息，控制2轴平台4转动，带动4轴焊接机器人2靠近支管焊缝位置，控制母管夹紧机构夹紧母管，控制支管夹紧机构夹紧支管，然后控制4轴焊接机器人2转动从而调整焊枪的位置，使焊枪能够对支管焊缝进行焊接；
4轴焊接机器人2包括水平旋转机构2-1、横向移动机构2-2、竖向移动机构2-3和焊枪旋转机构2-4，
焊枪夹持设置在焊枪旋转机构2-4上，焊枪旋转机构2-4，用于带动焊枪沿竖直方向上旋转；
焊枪旋转机构2-4设置在竖向移动机构2-3上，竖向移动机构2-3用于带动焊枪旋转机构2-4竖向移动；
竖向移动机构2-3设置在横向移动机构2-2，横向移动机构2-2，用于带动竖向移动机构2-3横向移动；
横向移动机构2-2设置在水平旋转机构2-1上，水平旋转机构2-1，用于带动横向移动机构2-2沿水平方向上旋转。
本发明的有益效果为：
本申请采用AGV移动平台按照预先规划路径移动到达BOSS头焊缝修复焊接作业位置。
视觉识别系统通过拍摄图像，并经过图像边缘提取以及深度信息提取算法得到支管准确空间位置信息。
处理器根据视觉识别系统得到的支管准确空间位置信息，当BOSS头工件焊缝位置不在4轴机构本体可达范围内时，处理器控制二轴平台移动位置，使BOSS头焊缝位置在4轴机构本体行程可达范围内，然后在控制4轴机构本体实现对BOSS头的夹紧、焊接修复作业。
夹紧时，4轴焊接机器人以BOSS头母管作为受力支承点、支管为定位中心夹紧固定，AGV移动平台上的线缆支架把4轴焊接机器人、线缆及焊接线缆线束悬挂在4轴焊接机器人后方，保证了机器人焊接时线缆极小的重力和缠绕力；
4轴焊接机器人具有4个自由度，其中一轴绕支管中心旋转、二三轴进行与支管中心平行和垂直的运动补偿、4轴可使焊枪在一定角度内旋转以满足焊枪姿态调整及马鞍型焊缝路径的补偿；
整个系统供电及通讯线缆采用线缆盘形式；通过处理器控制线缆收放，保证通讯的可靠性。
当钨极烧蚀到一定程度时，人工通过处理器发出指令控制制2轴平台移动到达钨极快换机构上方，然后配合钨极快换装置进行钨极更换。
本申请可在远离BOSS头焊缝修复作业现场之外进行超视距远程遥控操作、人员不必进入现场、系统自动定位、自动焊接。解决了BOSS头焊缝修复时使用Overlay堆焊技术进行修复成本高、人员手工焊接修复工作效率低、工艺不规范质量不稳定、辐射环境对现场操作人员身体有较大伤害的问题。
附图说明
图1为AGV移动平台承载的焊接机器人系统的结构示意图；
图2为4轴焊接机器人与母管和支管关系的轴测图；
图3为4轴焊接机器人与支管装夹定位示意图；
图4为具体实施方式二中支管夹紧机构未夹取支管时的结构示意图；
图5为具体实施方式二中支管夹紧机构夹取支管时的结构示意图；
图6为焊接机器人支管自动中心对正未夹紧时机构的示意图；
图7为焊接机器人支管自动中心对正夹紧时机构的示意图；
图8为4轴焊接机器人4轴机构关系轴测图；
图9为4轴焊接机器人中水平旋转机构轴测图；
图10为4轴焊接机器人的侧视图；
图11为图10中横向移动机构、竖向移动机构和焊枪旋转机构的组装结构示意图；
图12为图11中横向移动机构的轴测图；
图13为竖向移动机构的轴测图；
图14为焊枪旋转机构的轴测图；
图15为焊枪的机构图；
图16为焊枪的角度范围图；
图17为钨极夹持机构、2轴平台和4轴焊接机器人的位置图；
图18为钨极夹持机构实现钨极快换方式的轴测图；
图19为系统中供电和通信的电缆、光缆收放线示意图，附图标记7表示焊接电源，附图标记8表示保护气瓶、附图标记9表示电缆盘，附图表示10表示光缆盘。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1至图3、图8、图10和图11具体说明本实施方式，本实施方式所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统，它包括视觉系统1、4轴焊接机器人2、母管夹紧机构、支管夹紧机构、2轴平台4、AGV移动平台3和控制机箱5，
视觉系统1、4轴焊接机器人2、控制机箱5、2轴平台4、支管夹紧机构和母管夹紧机构均设置在AGV移动平台3上，
控制机箱5内设置处理器，
AGV移动平台3，用于按照预先规划路径移动到达支管焊缝的位置；
2轴平台4，用于带动4轴焊接机器人2实现旋转和垂直运动；
视觉系统1，用于拍摄图像，通过对该图像进行边缘提取，并根据深度信息提取算法得到支管空间位置信息；
处理器，用于根据视觉系统1得到支管空间位置信息，控制2轴平台4转动，带动4轴焊接机器人2靠近支管焊缝位置，控制母管夹紧机构夹紧母管，控制支管夹紧机构夹紧支管，然后控制4轴焊接机器人2转动从而调整焊枪的位置，使焊枪能够对支管焊缝进行焊接；
4轴焊接机器人2包括水平旋转机构2-1、横向移动机构2-2、竖向移动机构2-3和焊枪旋转机构2-4，
焊枪夹持设置在焊枪旋转机构2-4上，焊枪旋转机构2-4，用于带动焊枪沿竖直方向上旋转；
焊枪旋转机构2-4设置在竖向移动机构2-3上，竖向移动机构2-3用于带动焊枪旋转机构2-4竖向移动；
竖向移动机构2-3设置在横向移动机构2-2，横向移动机构2-2，用于带动竖向移动机构2-3横向移动；
横向移动机构2-2设置在水平旋转机构2-1上，水平旋转机构2-1，用于带动横向移动机构2-2沿水平方向上旋转。
本实施方式中，夹紧时，4轴焊接机器人以BOSS头母管作为受力支承点、支管为定位中心夹紧固定，AGV移动平台上的线缆支架把4轴焊接机器人、线缆及焊接线缆线束悬挂在机器人旋转机构上方，保证了机器人焊接时线缆极小的重力和缠绕力；
4轴焊接机器人具有4个自由度，其中一轴绕支管中心旋转、二三轴进行与支管中心平行和垂直的运动补偿、4轴可使焊枪在一定角度内旋转以满足焊枪姿态调整及马鞍型焊缝路径的补偿；
整个系统供电及通讯线缆采用线缆盘形式；通过处理器控制线缆收放，保证通讯的可靠性。
当钨极烧蚀到一定程度时，人工通过处理器发出指令控制制二轴平台移动到达钨极快换机构上方，然后配合钨极快换装置进行钨极更换。
如图1所示，AGV移动平台之上承载着二轴平台、四自由度焊接机器人、视觉定位系统、焊接电源、钨极快换机构、控制箱、电源及通信光缆盘收放机构、保护气瓶等；操控人员在远离BOSS头焊缝修复作业现场之外远程操控，AGV移动平台承着前述系统单元从待机位置出发，按数据库规划路径行驶移动到规划的修复工位，操控人员可通过移动平台上的视觉系统监控和调整移动平台的运行路径直至到达预定规划的修复工位。
图2中二个固定V型接口以母管为支承点，上端二个活动V型接口以支管为固定物体夹紧定位。
如图8所示，水平旋转机构2-1可绕支管360度旋转，横向移动、竖向移动、焊枪旋转三个机构装在4轴焊接机器人第一轴旋转机构上；横向移动机构为适应不同尺寸直径的BOSS头焊缝修复焊接时进行马鞍型运动轨迹补偿；竖向移动机构为适应不同轴向尺寸的BOSS头焊缝修复焊接时的马鞍型运动轨迹补偿；焊枪旋转机构为满足BOSS头焊缝修复焊接时的马鞍型焊缝路径时焊枪角度的适时调整。
图19中显示，供电电缆盘和通信光缆盘安放在AGV移动平台后端，平台移动时自动放线机构按平台移动速度执行同速度的放线，放线速度/长度由系统控制自动调节；修复作业结束返回时按平台移动速度执行同速度的收线，收线速度/长度由系统控制自动调节；供电电缆盘和通信光缆盘的收放线机构、传动机构各自独立。
具体实施方式二：参照图4至图7具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统作进一步说明，本实施方式中，支管夹紧机构包括两个V形卡口11、两个连杆12、一号滑块13、一号齿轮14、一号驱动电机15、两个V形卡口连接臂16、直线导轨17、齿条18、固定件19和二号齿轮20，
两个V形卡口连接臂16的一端均滑动设置在直线导轨17上，且两个V形卡口连接臂16均与直线导轨17垂直设置，两个V形卡口连接臂16的另一端各连接一个V形卡口11，且两个V形卡口11相对设置，两个V形卡口连接臂16的外侧壁上均开有齿槽，每个齿槽上啮合一个一号齿轮14，每个一号齿轮14通过一个连杆12连接一个固定件19，两个固定件19均固定在一号滑块13上，一号滑块13固定在齿条18上，一号驱动电机15的输出轴上套有二号齿轮20，该二号齿轮20与齿条18啮合，
一号驱动电机15旋转时，二号齿轮20驱动齿条18做直线运动，从而带动齿条18上的一号滑块13移动，一号滑块13移动带动连杆12拉动两个V形卡口连接臂16及其上的V形卡口11实现开合运动，将支管夹紧或松开。
本实施方式中，V型接口可通过左右平移开合运动实现对支管的夹紧或松开；V型接口通过连杆和与之垂直的滑块连接，滑块固定在齿条上，电机的齿轮和齿条啮合，电机旋转时齿轮驱动齿条直线运动，齿条滑块移动时连杆拉动V型接口实现开合运动，V型接口安装在直线导轨的滑块上，直线导轨运动的精度保证智能焊接机器人支管自动中心对正夹紧的精度。
具体实施方式三：参照图9具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统作进一步说明，本实施方式中，水平旋转机构2-1包括直臂2-1-2、两个弧形板2-1-6、弧形轨道2-1-7、驱动齿轮2-1-5、同步皮带2-1-1、二号驱动电机2-1-4和多个同步皮带轮2-1-3，
两个弧形板2-1-6扣合，且两个弧形板2-1-6之间设置弧形轨道2-1-7，两个弧形板2-1-6之间端部固定，
弧形轨道2-1-7的外侧壁上设置齿条，该齿条与弧形板2-1-6侧壁上对称设置的驱动齿轮2-1-5啮合，两个驱动齿轮2-1-5分别通过弧形板2-1-6上的一个同步皮带轮2-1-3带动转动，
由二号驱动电机2-1-4带动直臂2-1-2上的一个同步皮带轮2-1-3转动带动同步皮带2-1-1传动，进而带动弧形板2-1-6上的两个同步皮带轮2-1-3转动，使齿轮2-1-5驱动弧形轨道2-1-7在两个弧形板2-1-6内做圆周运动。
本实施方式中，弧形轨道不是一个整圆，约100度的缺口空间为能够让支管进入到机构的中心并被夹持；弧形轨道外圆的齿与驱动齿轮啮合，2个驱动齿轮对称安装，通过同步皮带轮、同步皮带被驱动电机驱动，对称安装2个驱动齿轮的作用为使弧形轨道虽有约100度的缺口但仍然能作连续的圆周运动；弧形轨道围绕圆中心旋转同时受对称安装的滚轮组约束；4轴焊接机器人的另外三个轴的机构安装在轨道下端的机械接口板上。
具体实施方式四：参照图12具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统作进一步说明，本实施方式中，横向移动机构2-2包括二号驱动电机2-2-1、一号螺杆2-2-3、二号滑块2-2-4、三号滑块2-2-2和同步带2-2-5，
底部弧形板2-1-6的底面为开口，使弧形轨道2-1-7露出，二号滑块2-2-4与弧形轨道2-1-7下表面滑动连接，
二号驱动电机2-2-1的输出轴上套有同步带2-2-5，二号驱动电机2-2-1通过同步带2-2-5带动一号螺杆2-2-3旋转，一号螺杆2-2-3上套有螺母，螺母侧壁上连接三号滑块2-2-2，一号螺杆2-2-3旋转，通过螺母带动二号滑块2-2-4、三号滑块2-2-2沿一号螺杆2-2-3轴向移动实现横向移动。
本实施方式中，横向移动机构是电机通过同步带带动螺杆旋转，竖向移动机构是电机同轴带动螺杆旋转，螺杆上的螺母与滑块固定接联，螺杆旋转螺母沿螺杆轴向移动实现平移，直线移动的线性精度靠直线导轨精度保证；焊枪旋转机构采用的是电机同轴传动螺杆旋转，焊枪旋转轴上安装有非圆蜗轮与螺杆下端的蜗杆组成蜗轮蜗杆驱动机构，非圆蜗轮的尺寸角度范围按照保证焊枪旋转角度的需要设定。参看附图15、16中的详细图示。
焊枪的旋转轴上安装非圆蜗轮，非圆蜗轮和螺杆下端的蜗杆啮合，螺杆旋转驱动非圆蜗轮旋转焊枪同轴转动；图中显示焊枪可旋转至负于垂直中心线的角度，是为满足特殊的焊接姿态需要而设计。
具体实施方式五：参照图13具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统作进一步说明，本实施方式中，竖向移动机构2-3包括三号驱动电机2-3-1、二号螺杆2-3-3和四号滑块2-3-2，
三号驱动电机2-3-1沿竖直方向设置，三号驱动电机2-3-1与三号滑块2-2-2连接，三号滑块2-2-2带动三号驱动电机2-3-1横向移动，
三号驱动电机2-3-1同轴带动二号螺杆2-3-3旋转，二号螺杆2-3-3上的螺母与四号滑块2-3-2固定接联，二号螺杆2-3-3旋转螺母带动四号滑块2-3-2沿二号螺杆2-3-3轴向移动实现竖向移动。
具体实施方式六：参照图14和图16具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式五所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统作进一步说明，本实施方式中，焊枪旋转机构2-4包括四号驱动电机2-4-1、三号螺杆2-4-2、焊枪旋转轴2-4-5和非圆蜗轮2-4-4，
四号驱动电机2-4-1与四号滑块2-3-2连接，四号滑块2-3-2带动四号驱动电机2-4-1竖向移动，
四号驱动电机2-4-1同轴传动三号螺杆2-4-2旋转，焊枪旋转轴2-4-5上安装有非圆蜗轮2-4-4，非圆蜗轮2-4-4与三号螺杆2-4-2下端的螺纹啮合，通过三号螺杆2-4-2旋转带动非圆蜗轮2-4-4转动，从而使焊枪2-4-3围绕焊枪旋转轴转动。
具体实施方式七：参照图17和图18具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统作进一步说明，本实施方式中，它还包括钨极夹持机构6，
钨极快换机构6设置在AGV移动平台3上，
钨极夹持机构6，用于夹持钨极；
2轴平台4旋转带动4轴焊接机器人2转向钨极夹持机构6，4轴焊接机器人2与钨极夹持机构6通过相互的协调运动，取下需更换的钨极并更换上新的钨极。
本实施方式中，2轴平台可实现旋转和垂直运动，当需要更换钨极时2轴平台旋转带动4轴焊接机器人转向钨极库一侧，同时垂直下降高度达到钨极夹持机构接口位置，焊接机器人和夹持机构通过相互的协调运动，取下需更换的钨极总成更换上一个新的钨极总成；完成对钨极总成的快换动作后2轴平台上升、旋转带动4轴焊接机器人恢复到正常焊接位置。
具体实施方式八：BOSS头修复的自动焊接机器人系统的控制方法，该方法是具体实施方式一至七任一项所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统实现的，所述方法包括以下步骤：
步骤一、AGV移动平台3按照预先规划路径移动到达支管焊缝的位置；
步骤二、视觉系统1拍摄支管空间位置信息；
步骤三、处理器根据采集到的支管空间位置信息，控制2轴平台4转动，带动4轴焊接机器人2靠近支管焊缝位置，控制母管夹紧机构夹紧母管，控制支管夹紧机构夹紧支管，然后控制4轴焊接机器人2带动焊枪转动，使焊枪能够对支管焊缝进行焊接。

Claims (8)

1.BOSS头修复的自动焊接机器人系统，其特征在于，它包括视觉系统(1)、4轴焊接机器人(2)、母管夹紧机构、支管夹紧机构、2轴平台(4)、AGV移动平台(3)和控制机箱(5)，
视觉系统(1)、4轴焊接机器人(2)、控制机箱(5)、2轴平台(4)、支管夹紧机构和母管夹紧机构均设置在AGV移动平台(3)上，
控制机箱(5)内设置处理器，
AGV移动平台(3)，用于按照预先规划路径移动到达支管焊缝的位置；
2轴平台(4)，用于带动4轴焊接机器人(2)实现旋转和垂直运动；
视觉系统(1)，用于拍摄图像，通过对该图像进行边缘提取，并根据深度信息提取算法得到支管空间位置信息；
处理器，用于根据视觉系统(1)得到支管空间位置信息，控制2轴平台(4)转动，带动4轴焊接机器人(2)靠近支管焊缝位置，控制母管夹紧机构夹紧母管，控制支管夹紧机构夹紧支管，然后控制4轴焊接机器人(2)转动从而调整焊枪的位置，使焊枪能够对支管焊缝进行焊接；
4轴焊接机器人(2)包括水平旋转机构(2-1)、横向移动机构(2-2)、竖向移动机构(2-3)和焊枪旋转机构(2-4)，
焊枪夹持设置在焊枪旋转机构(2-4)上，焊枪旋转机构(2-4)，用于带动焊枪沿竖直方向上旋转；
焊枪旋转机构(2-4)设置在竖向移动机构(2-3)上，竖向移动机构(2-3)用于带动焊枪旋转机构(2-4)竖向移动；
竖向移动机构(2-3)设置在横向移动机构(2-2)，横向移动机构(2-2)，用于带动竖向移动机构(2-3)横向移动；
横向移动机构(2-2)设置在水平旋转机构(2-1)上，水平旋转机构(2-1)，用于带动横向移动机构(2-2)沿水平方向上旋转。
2.根据权利要求1所述BOSS头修复的自动焊接机器人系统，其特征在于，支管夹紧机构包括两个V形卡口(11)、两个连杆(12)、一号滑块(13)、一号齿轮(14)、一号驱动电机(15)、两个V形卡口连接臂(16)、直线导轨(17)、齿条(18)、固定件(19)和二号齿轮(20)，
两个V形卡口连接臂(16)的一端均滑动设置在直线导轨(17)上，且两个V形卡口连接臂(16)均与直线导轨(17)垂直设置，两个V形卡口连接臂(16)的另一端各连接一个V形卡口(11)，且两个V形卡口(11)相对设置，两个V形卡口连接臂(16)的外侧壁上均开有齿槽，每个齿槽上啮合一个一号齿轮(14)，每个一号齿轮(14)通过一个连杆(12)连接一个固定件(19)，两个固定件(19)均固定在一号滑块(13)上，一号滑块(13)固定在齿条(18)上，一号驱动电机(15)的输出轴上套有二号齿轮(20)，该二号齿轮(20)与齿条(18)啮合，
一号驱动电机(15)旋转时，二号齿轮(20)驱动齿条(18)做直线运动，从而带动齿条(18)上的一号滑块(13)移动，一号滑块(13)移动带动连杆(12)拉动两个V形卡口连接臂(16)及其上的V形卡口(11)实现开合运动，将支管夹紧或松开。
3.根据权利要求1所述BOSS头修复的自动焊接机器人系统，其特征在于，水平旋转机构(2-1)包括直臂(2-1-2)、两个弧形板(2-1-6)、弧形轨道(2-1-7)、驱动齿轮(2-1-5)、同步皮带(2-1-1)、二号驱动电机(2-1-4)和多个同步皮带轮(2-1-3)，
两个弧形板(2-1-6)扣合，且两个弧形板(2-1-6)之间设置弧形轨道(2-1-7)，两个弧形板(2-1-6)之间端部固定，
弧形轨道(2-1-7)的外侧壁上设置齿条，该齿条与弧形板(2-1-6)侧壁上对称设置的驱动齿轮(2-1-5)啮合，两个驱动齿轮(2-1-5)分别通过弧形板(2-1-6)上的一个同步皮带轮(2-1-3)带动转动，
由二号驱动电机(2-1-4)带动直臂(2-1-2)上的一个同步皮带轮(2-1-3)转动带动同步皮带(2-1-1)传动，进而带动弧形板(2-1-6)上的两个同步皮带轮(2-1-3)转动，使齿轮(2-1-5)驱动弧形轨道(2-1-7)在两个弧形板(2-1-6)内做圆周运动。
4.根据权利要求3所述BOSS头修复的自动焊接机器人系统，其特征在于，横向移动机构(2-2)包括二号驱动电机(2-2-1)、一号螺杆(2-2-3)、二号滑块(2-2-4)、三号滑块2-2-2和同步带(2-2-5)，
底部弧形板(2-1-6)的底面为开口，使弧形轨道(2-1-7)露出，二号滑块(2-2-4)与弧形轨道(2-1-7)下表面滑动连接，
二号驱动电机(2-2-1)的输出轴上套有同步带(2-2-5)，二号驱动电机(2-2-1)通过同步带(2-2-5)带动一号螺杆(2-2-3)旋转，一号螺杆(2-2-3)上套有螺母，螺母侧壁上连接三号滑块2-2-2，一号螺杆(2-2-3)旋转，通过螺母带动二号滑块(2-2-4)、三号滑块(2-2-2)沿一号螺杆(2-2-3)轴向移动实现横向移动。
5.根据权利要求4所述BOSS头修复的自动焊接机器人系统，其特征在于，竖向移动机构(2-3)包括三号驱动电机(2-3-1)、二号螺杆(2-3-3)和四号滑块(2-3-2)，
三号驱动电机(2-3-1)沿竖直方向设置，三号驱动电机(2-3-1)与三号滑块(2-2-2)连接，三号滑块(2-2-2)带动三号驱动电机(2-3-1)横向移动，
三号驱动电机(2-3-1)同轴带动二号螺杆(2-3-3)旋转，二号螺杆(2-3-3)上的螺母与四号滑块(2-3-2)固定接联，二号螺杆(2-3-3)旋转螺母带动四号滑块(2-3-2)沿二号螺杆(2-3-3)轴向移动实现竖向移动。
6.根据权利要求5所述BOSS头修复的自动焊接机器人系统，其特征在于，焊枪旋转机构(2-4)包括四号驱动电机(2-4-1)、三号螺杆(2-4-2)、焊枪旋转轴(2-4-5)和非圆蜗轮(2-4-4)，
四号驱动电机(2-4-1)与四号滑块(2-3-2)连接，四号滑块(2-3-2)带动四号驱动电机(2-4-1)竖向移动，
四号驱动电机(2-4-1)同轴传动三号螺杆(2-4-2)旋转，焊枪旋转轴(2-4-5)上安装有非圆蜗轮(2-4-4)，非圆蜗轮(2-4-4)与三号螺杆(2-4-2)下端的螺纹啮合，通过三号螺杆(2-4-2)旋转带动非圆蜗轮(2-4-4)转动，从而使焊枪(2-4-3)围绕焊枪旋转轴转动。
7.根据权利要求6所述BOSS头修复的自动焊接机器人系统，其特征在于，它还包括钨极夹持机构(6)，
钨极快换机构(6)设置在AGV移动平台(3)上，
钨极夹持机构(6)，用于夹持钨极；
2轴平台(4)旋转带动4轴焊接机器人(2)转向钨极夹持机构(6)，4轴焊接机器人(2)与钨极夹持机构(6)通过相互的协调运动，取下需更换的钨极并更换上新的钨极。
8.BOSS头修复的自动焊接机器人系统的控制方法，该方法是基于权利要求1至7任一项所述的BOSS头修复的自动焊接机器人系统实现的，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、AGV移动平台(3)按照预先规划路径移动到达支管焊缝的位置；
步骤二、视觉系统(1)拍摄支管空间位置信息；
步骤三、处理器根据采集到的支管空间位置信息，控制2轴平台(4)转动，带动4轴焊接机器人(2)靠近支管焊缝位置，控制母管夹紧机构夹紧母管，控制支管夹紧机构夹紧支管，然后控制4轴焊接机器人(2)带动焊枪转动，使焊枪能够对支管焊缝进行焊接。
CN201811386333.7A 2018-11-20 2018-11-20 Boss头修复的自动焊接机器人系统及控制方法 Pending CN109290708A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811386333.7A CN109290708A (zh) 2018-11-20 2018-11-20 Boss头修复的自动焊接机器人系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811386333.7A CN109290708A (zh) 2018-11-20 2018-11-20 Boss头修复的自动焊接机器人系统及控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109290708A true CN109290708A (zh) 2019-02-01

Family

ID=65143416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811386333.7A Pending CN109290708A (zh) 2018-11-20 2018-11-20 Boss头修复的自动焊接机器人系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109290708A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110303290A (zh) * 2019-06-26 2019-10-08 浙江工业大学 一种用于boss头焊接的专用夹具
CN110587169A (zh) * 2019-07-26 2019-12-20 浙江工业大学 一种boss头修复焊接装置及修复焊接方法
CN111716071A (zh) * 2020-07-22 2020-09-29 王源浩 焊接机器人手臂加工平台
CN111964610A (zh) * 2020-08-07 2020-11-20 浙江理工大学 电连接器头座五自由度自动对中方法
CN112719519A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 核工业工程研究设计有限公司 一种用于含缺陷在役boss焊缝的修复设备及方法
CN113231720A (zh) * 2021-06-18 2021-08-10 深圳中广核工程设计有限公司 Boss头焊缝内外组合堆焊维修方法
CN113618299A (zh) * 2021-08-24 2021-11-09 青岛金利天源智能科技有限公司 基于机器视觉的全自动焊接机器人
CN113649748A (zh) * 2021-08-10 2021-11-16 江苏柏瑞鑫铝业科技有限公司 一种航空发动机热端部件三维焊接修复装置
CN115533398A (zh) * 2022-09-22 2022-12-30 国网山东省电力公司平邑县供电公司 一种输电线路铁塔塔脚自动化焊接装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS545839A (en) * 1977-06-14 1979-01-17 Foster Wheeler Corp Pipe butting welding
JPH0422578A (ja) * 1990-05-16 1992-01-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 交差管溶接装置
CN101224529A (zh) * 2008-01-31 2008-07-23 哈尔滨工业大学 用于遥控焊接的管道全位置焊接装置
CN101439479A (zh) * 2007-11-22 2009-05-27 Smc株式会社 驱动机构和配备有该驱动机构的夹具机构
JP5420716B2 (ja) * 2012-05-29 2014-02-19 近藤工業有限会社 Ｔｉｇ溶接トーチハンド装置
CN105014271A (zh) * 2015-08-21 2015-11-04 河海大学常州校区 桁架支管焊接机器人
CN105081633A (zh) * 2015-07-22 2015-11-25 北京中电华强焊接工程技术有限公司 五自由度焊接切割机器人
CN106271280A (zh) * 2016-09-28 2017-01-04 天津工业大学 一种k/y型管接头相贯线焊缝焊接机器人系统
CN206241718U (zh) * 2016-11-27 2017-06-13 张小嫦 一种简易液压夹具
CN107322200A (zh) * 2017-08-01 2017-11-07 河北卓达建材研究院有限公司 一种焊接工程智能车

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS545839A (en) * 1977-06-14 1979-01-17 Foster Wheeler Corp Pipe butting welding
JPH0422578A (ja) * 1990-05-16 1992-01-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 交差管溶接装置
CN101439479A (zh) * 2007-11-22 2009-05-27 Smc株式会社 驱动机构和配备有该驱动机构的夹具机构
CN101224529A (zh) * 2008-01-31 2008-07-23 哈尔滨工业大学 用于遥控焊接的管道全位置焊接装置
JP5420716B2 (ja) * 2012-05-29 2014-02-19 近藤工業有限会社 Ｔｉｇ溶接トーチハンド装置
CN105081633A (zh) * 2015-07-22 2015-11-25 北京中电华强焊接工程技术有限公司 五自由度焊接切割机器人
CN105014271A (zh) * 2015-08-21 2015-11-04 河海大学常州校区 桁架支管焊接机器人
CN106271280A (zh) * 2016-09-28 2017-01-04 天津工业大学 一种k/y型管接头相贯线焊缝焊接机器人系统
CN206241718U (zh) * 2016-11-27 2017-06-13 张小嫦 一种简易液压夹具
CN107322200A (zh) * 2017-08-01 2017-11-07 河北卓达建材研究院有限公司 一种焊接工程智能车

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110303290B (zh) * 2019-06-26 2024-03-15 浙江工业大学 一种用于boss头焊接的专用夹具
CN110303290A (zh) * 2019-06-26 2019-10-08 浙江工业大学 一种用于boss头焊接的专用夹具
CN110587169B (zh) * 2019-07-26 2021-07-27 浙江工业大学 一种boss头修复焊接装置及修复焊接方法
CN110587169A (zh) * 2019-07-26 2019-12-20 浙江工业大学 一种boss头修复焊接装置及修复焊接方法
CN111716071A (zh) * 2020-07-22 2020-09-29 王源浩 焊接机器人手臂加工平台
CN111964610B (zh) * 2020-08-07 2021-12-07 浙江理工大学 电连接器头座五自由度自动对中方法
CN111964610A (zh) * 2020-08-07 2020-11-20 浙江理工大学 电连接器头座五自由度自动对中方法
CN112719519A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 核工业工程研究设计有限公司 一种用于含缺陷在役boss焊缝的修复设备及方法
CN113231720A (zh) * 2021-06-18 2021-08-10 深圳中广核工程设计有限公司 Boss头焊缝内外组合堆焊维修方法
CN113231720B (zh) * 2021-06-18 2022-09-13 深圳中广核工程设计有限公司 Boss头焊缝内外组合堆焊维修方法
CN113649748A (zh) * 2021-08-10 2021-11-16 江苏柏瑞鑫铝业科技有限公司 一种航空发动机热端部件三维焊接修复装置
CN113618299A (zh) * 2021-08-24 2021-11-09 青岛金利天源智能科技有限公司 基于机器视觉的全自动焊接机器人
CN113618299B (zh) * 2021-08-24 2023-10-31 深圳市智哥机器人系统有限公司 基于机器视觉的全自动焊接机器人
CN115533398A (zh) * 2022-09-22 2022-12-30 国网山东省电力公司平邑县供电公司 一种输电线路铁塔塔脚自动化焊接装置
CN115533398B (zh) * 2022-09-22 2023-04-14 国网山东省电力公司平邑县供电公司 一种输电线路铁塔塔脚自动化焊接装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109290708A (zh) Boss头修复的自动焊接机器人系统及控制方法
CN105033419B (zh) 基于熔池图像焊缝跟踪的移动式焊接机器人装置
CN105618930B (zh) 一种可移动式的野外管道激光修复装置
US6414458B1 (en) Apparatus for robotically inspecting gas turbine combustion components
CN110238575A (zh) 可视化自主焊接机器人
EP1216797A1 (en) Methods for robotically inspecting gas turbine combustion components
CN108838534B (zh) 一种铝合金滑轨套筒激光焊接装置及方法
US20110186615A1 (en) Ring Gear Based Welding System
CN106925869A (zh) 用于自动化根部焊道焊接的系统和方法
CN204747902U (zh) 一种将法兰与管焊接成型的焊接装置
CN104907758A (zh) 一种将法兰与管焊接成型的焊接装置
CN111015053B (zh) 一种板架钢结构数字化装配方法
CN108500422A (zh) 一种密封焊缝堆焊维修装置
CN108544151A (zh) 堆焊机器人及环式隔板堆焊系统
CN111633364A (zh) 单面焊双面成型焊接机器人
CN212526613U (zh) 单面焊双面成型焊接机器人
CN104014900A (zh) 托梁机器人焊接专机
CN114614318B (zh) 用于狭小复杂工况的带电作业机器人接引线系统及其作业方法
CN216780603U (zh) 一种矿用平地机回转圈、牵引架自动化柔性焊接工作站
CN109975302B (zh) 一种钎焊格架外观自动化检测装置
CN203887368U (zh) 管切割机器人的复合型操作臂
CN209565659U (zh) 一种机器人焊接工作站
CN208913395U (zh) 一种机器人自动气刨焊接钢圈工作站
CN109940324A (zh) 一种自动焊接装置、焊接方法及采用该自动焊接装置的焊接设备
CN202726275U (zh) 大口径弯头纵缝自动焊接装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190201

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication