CN110605457B - 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 - Google Patents
不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110605457B CN110605457B CN201810621606.5A CN201810621606A CN110605457B CN 110605457 B CN110605457 B CN 110605457B CN 201810621606 A CN201810621606 A CN 201810621606A CN 110605457 B CN110605457 B CN 110605457B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- robot
- sided
- unequal
- gap
- 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.)
- Active
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 213
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
-
- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/32—Accessories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，包括：机器人系统、焊接系统、激光跟踪系统、以及机器人行走导轨。在机器人的前端安装焊接系统的焊枪和激光跟踪系统。激光跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置，激光跟踪系统包括电源。机器人控制装置根据激光跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。实现焊接效率和焊接质量提高、劳动强度降低，工件无错边。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，更具体地涉及一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置。
背景技术
箱体是港机产品的重要组成构件，箱体结构中板片拼板焊接工序是手工FCAW打底、填充和盖面—反面碳弧气刨清根，仍然依赖传统的手工焊接。这种工序存在背面碳弧气刨清根的缺点，这不仅增加了焊接生产周期以及焊材成本，同时还会产生粉尘烟雾、噪声弧光等污染，恶化工人的劳动环境。另外，由于碳弧的热输入较大，易造成构件变形而影响焊接质量。这种制造模式效率低，成本高，质量稳定性差，难以满足日益增长的市场需求。
箱体板片拼板制造模式有较大提升空间，可通过工艺革新以及引入自动化设备，实现焊接效率大幅提升，经济效益也可以显著增加。
通过探索研究，申请人发现可以利用机器人拼板单面焊双面成型焊接工艺代替人工焊接，这样大幅提升产品的生产效率，降低劳动成本，显著提高生产效益。
然而，针对这种新的焊接技术的研发，主要需要解决以下几个难点问题：1.工件装配不等间隙，焊接工艺如何自适应工件不等间隙；2.此装备引用的激光视觉跟踪技术是否可以识别间隙，以及间隙大小为多大时，机器人可以自动调取相适应的焊接工艺参数；3.工件的焊接时，工件是保证无错边，装配时如何保证无错边。目前针对此种技术的研发，在市场和生产上鲜有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，包括：机器人系统、焊接系统、激光视觉跟踪系统、以及机器人行走导轨。其中，机器人系统包括6轴机器人、控制电源、和控制装置；焊接系统包括焊机、焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪、以及清枪剪丝机，焊枪安装在机器人的前端；激光视觉跟踪系统包括激光器和电源，激光视觉跟踪系统设置在机器人的前端，激光视觉跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光视觉跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置；机器人系统的控制装置根据激光视觉跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，控制所述机器人执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。
根据本发明的实施例，机器人自动焊接装置还包括工装台，所述不等间隙工件固定在所述工装台上。
机器人自动焊接装置还包括设置在滑轨系统上的底座，所述机器人系统和焊接系统固定在所述底座上。
所述焊枪通过集成电缆与送丝机及焊机电源相连。
焊枪为气保焊焊枪，焊机为气保焊机，所述气保焊焊枪与所述气保焊机相连。
送丝机以及焊接电缆固定在机器人上。
焊接工艺参数保存在焊接系统的焊机中。
工件间隙最小为2.0mm，最大为3.0mm。
本发明还提供一种使用上述不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：打开焊接系统的焊机电源；打开机器人系统的控制电源；打开激光跟踪系统的电源；将不等间隙工件安装到工装台上，并进行压紧；输入焊接路径，编制不等间隙大小焊接程序；寻找焊缝起始位置，开始执行焊接；视觉跟踪系统识别工件的间隙大小，调整相应焊接工艺参数进行焊接。
根据本发明的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置能够实现不等间隙工件的焊缝宽度大小识别并根据焊缝宽度大小而自动调取保存在焊机里的焊接工艺参数进行焊接，执行一套单面焊双面成型的机器人自动化焊接工艺，且不需要采用背面碳弧气刨等工艺。单面焊双面成型的自动化焊接实现了焊接效率的提升、焊接质量的提高、以及人工劳动强度的降低，工件无错边。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置的构成示意图；
图2是图1所示装置的正视图；
图中1为焊机；2为机器人；3为激光视觉跟踪系统；4为弧焊焊枪；5为工件；6为工装台。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案进行具体说明。
以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
本发明主要为一种新型实用的焊接工艺，可以实现V型坡口的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接，该不等间隙工件单面焊接双面成型机器人自动焊接装置具备焊接路径预先示教编程进行规划，激光跟踪间隙判别，机器人对带坡口焊缝宽度自适应过程等功能。装置构成主要包括一台6轴机械手、气保焊焊枪、激光视觉跟踪系统、焊机以及机器人行走导轨机构等。
机械手安装在行走导轨机构上面，机械手前端安装有激光视觉跟踪系统和气保焊枪。激光视觉跟踪能够识别工件V型坡口焊缝宽度，进而存储焊缝宽度的大小，并将焊缝宽度大小自动反馈给机械手控制装置。焊枪通过集成电缆与送丝机及焊接电源相连，气保焊焊枪与气保焊机相连。机械手采用快速示教编程技术，实现路径预先定义功能以及不同工件间隙下的焊接工艺参数编辑，以及结合激光视觉跟踪系统功能，机械手控制装置将根据视觉系统识别的焊缝宽度的大小进行反馈，与示教器中编辑好的相应的V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，然后调用相应的焊接工艺参数，可实现不等间隙的焊接工件不同焊接工艺参数焊接，有效解决工件底部不同间隙的背面焊接成形不好的问题，可减少工件焊后清根及翻身等多项工序，大幅提高生产效率。
图1示出本发明的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置的构成图，图中1为焊机；2为机器人；3为激光视觉跟踪系统；4为弧焊焊枪；5为工件；6为工装台。图2是图1所示装置的正视图。
如图1-2所示，不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置包括：机器人系统、焊接系统、激光视觉跟踪系统、以及机器人行走导轨。其中，机器人系统包括6轴机器人、控制电源、和控制装置；焊接系统包括焊机、焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪、以及清枪剪丝机；激光视觉跟踪系统包括激光器和电源；焊枪安装在机器人的前端；激光视觉跟踪系统设置在机器人的前端，激光视觉跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光视觉跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置；机器人系统的控制装置根据激光视觉跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，控制所述机器人执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。
根据本发明的实施例，使用本发明的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置执行焊接工艺过程的具体实施流程图如下：
开启焊接系统的焊机电源，
打开6轴机器人的控制电源，
打开激光视觉跟踪系统的电源，
将工件安装到工装台上，并进行压紧，
手动输入焊接路径，编制不同间隙大小焊接程序，
寻找焊缝起始位置，开始焊接，
视觉跟踪识别间隙大小，调整相应焊接工艺参数进行焊接。
根据本发明实现的不等间隙焊接成型的焊缝成型效果良好，间隙最小为2.0mm，最大为3.0mm。由背面成型反映结果可以看出，焊缝成型良好。
根据本发明的实施例，V型坡口不等间隙的单面焊接双面成型的机器人自动化焊接工艺的相关设备包括机器人系统、焊机电源系统、激光视觉跟踪系统以及外部滑轨系统等。
针对V型坡口不等间隙工件的单面焊接双面成型的机器人自动化焊接工艺如下：
首先，将机械手安装在带有滑台的导轨上，滑台上固定了一个焊接系统，焊接系统包括焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪，清枪剪丝等设备，其中送丝机以及焊接电缆固定在机械手上，焊枪安装在机械手前端，机械手前端安装有焊枪保持器和激光视觉系统，激光视觉系统与焊枪呈特定角度，实现实时跟踪定位。与机器人滑台轨道平行，在一定距离位置处放置一套工装，用于放置工件进行焊接。
最后，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下还可以作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (9)
1.一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述装置包括：机器人系统、焊接系统、激光视觉跟踪系统、以及机器人行走导轨，其中：
所述机器人系统包括6轴机器人、控制电源、和控制装置；
所述焊接系统包括焊机、焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪、以及清枪剪丝机，其中焊枪安装在机器人的前端；
激光视觉跟踪系统包括激光器和电源，激光视觉跟踪系统设置在机器人的前端，激光视觉跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光视觉跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置，激光视觉跟踪系统包括电源；
机器人系统的控制装置根据激光视觉跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，控制所述机器人执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。
2.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述机器人自动焊接装置还包括工装台，所述不等间隙工件固定在所述工装台上。
3.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述机器人自动焊接装置还包括设置在滑轨系统上的底座，所述机器人系统和焊接系统固定在所述底座上。
4.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述焊枪通过集成电缆与送丝机及焊机电源相连。
5.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述焊枪为气保焊焊枪，所述焊机为气保焊机，所述气保焊焊枪与所述气保焊机相连。
6.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述送丝机以及焊接电缆固定在机器人上。
7.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述焊接工艺参数保存在所述焊接系统的焊机中。
8.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述间隙最小为2.0mm，最大为3.0mm。
9.一种使用如权利要求1-8之一所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置的焊接方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
打开焊接系统的焊机电源；
打开机器人系统的控制电源；
打开激光跟踪系统的电源；
将不等间隙工件安装到工装台上，并进行压紧；
输入焊接路径，编制不等间隙大小焊接程序；
寻找焊缝起始位置，开始执行焊接；
视觉跟踪系统识别工件的间隙大小，调整相应焊接工艺参数进行焊接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810621606.5A CN110605457B (zh) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810621606.5A CN110605457B (zh) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110605457A CN110605457A (zh) | 2019-12-24 |
| CN110605457B true CN110605457B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=68888433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810621606.5A Active CN110605457B (zh) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110605457B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111451659A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-28 | 中船第九设计研究院工程有限公司 | 一种船舶焊接管控系统 |
| CN112247318A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-22 | 中国核工业第二二建设有限公司 | 核电钢制安全壳无轨导焊接装置及其焊接方法 |
| CN113048931B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-12-02 | 机械工业第九设计研究院股份有限公司 | 一种车身表面间隙断差自动测量设备测头机构 |
| CN113048932A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 机械工业第九设计研究院有限公司 | 一种车身表面间隙断差自动测量设备 |
| CN113070621B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-09-27 | 长春华翔汽车金属部件有限公司 | 一种行走焊接生产线 |
| CN115070289A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-09-20 | 芜湖行健智能机器人有限公司 | 一种智能化短直管法兰焊接系统及方法 |
| CN117564404A (zh) * | 2023-11-27 | 2024-02-20 | 中国建筑第五工程局有限公司 | 一种基于ai视觉的大型钢筋网的自动焊接方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202438792U (zh) * | 2011-12-20 | 2012-09-19 | 徐州工程学院 | 焊接机器人控制系统 |
| CN104646799A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-27 | 北京石油化工学院 | 一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法 |
| CN106425025A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 湘潭大学 | 一种激光位移传感器的角焊缝自动焊接控制方法及装置 |
| CN208644354U (zh) * | 2018-06-15 | 2019-03-26 | 上海振华重工电气有限公司 | 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004109871A2 (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-16 | Applied Thermal Sciences, Inc. | Laser-weld process control system and method |
-
2018
- 2018-06-15 CN CN201810621606.5A patent/CN110605457B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202438792U (zh) * | 2011-12-20 | 2012-09-19 | 徐州工程学院 | 焊接机器人控制系统 |
| CN104646799A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-27 | 北京石油化工学院 | 一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法 |
| CN106425025A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 湘潭大学 | 一种激光位移传感器的角焊缝自动焊接控制方法及装置 |
| CN208644354U (zh) * | 2018-06-15 | 2019-03-26 | 上海振华重工电气有限公司 | 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110605457A (zh) | 2019-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110605457B (zh) | 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 | |
| US20220072666A1 (en) | Robotic welding device employing flexible guide rail, and welding method | |
| CN204524571U (zh) | 一种用于焊接汽车零部件的机器人智能焊接系统 | |
| CN204867771U (zh) | 一种全自动点焊机 | |
| CN107378183B (zh) | 一种转盘式火焰焊机 | |
| CN205363056U (zh) | 一种坐标焊机 | |
| CN105014193A (zh) | 一种环缝耐磨堆焊专机 | |
| CN204075464U (zh) | 汽车消声器机器人弧焊工作站 | |
| CN102615458A (zh) | 一种自动焊接机 | |
| US20150231724A1 (en) | System and method for multiverse controls | |
| CN105710496B (zh) | 一种双工位智能焊接机器人 | |
| CN107824928A (zh) | 四轴自动锡焊机 | |
| CN104057222B (zh) | 四轴联动智能循迹焊接机 | |
| CN204867843U (zh) | 一种金属镜框点焊机 | |
| CN208644354U (zh) | 不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置 | |
| CN206047583U (zh) | 一种激光复合加工数控磨床 | |
| CN204321382U (zh) | 一种门式自动埋弧焊机 | |
| CN204148695U (zh) | 汽车左右下臂机器人弧焊系统 | |
| CA2485671A1 (en) | Tig welding apparatus and tig welding method | |
| CN202555992U (zh) | 环缝自动焊机 | |
| CN205629627U (zh) | 一种双工位智能焊接机器人及其控制系统 | |
| CN116944623B (zh) | 一种微动开关自动锡焊生产线 | |
| CN106514274B (zh) | 一种顶棚自动化生产线 | |
| CN104588894A (zh) | 一种消防柜体机器人自动焊接搬运系统 | |
| KR20190014311A (ko) | 로봇을 이용한 ｔｉｇ 자동 용접 시스템 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |