CN111375868A - 用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备及其焊接方法，包括焊接过程信息采集及在线分析单元、对焊条引弧的智能化控制单元、焊条在焊接过程中的电弧长度自动调控单元、对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元、焊条回收单元、焊条的自动装夹单元、焊条的自动输送单元和焊条端面修磨单元。

Description

用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备及其焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备及其焊接方法

背景技术

目前，在焊接领域，虽然诞生了很多新型的焊接方式，作为电焊条焊接的传统焊接方式仍然具有它独特的焊接优势。随着工业的进步，五金、大型船舶、汽车生产、火箭等各个领域的生产都有在使用焊条焊接，而且使用的频次也在随着时代的进步而逐步提高。同样随着时代进步面临的问题，生活的提高，很多年轻人已不愿意从事简单枯燥的手工焊条焊接作业，焊接的恶劣环境(强电弧光、粉尘、高温等)进一步导致新时代的年轻人直接对焊条焊接作业说“不”。即使有少数的年轻人想从事焊条焊接作业，在短时间内焊接技术水平也无法满足当下的所需焊接质量要求。目前，国内一个拥有丰富焊接经验，焊接技术水平又高的优秀焊工基本都是拥有至少十几二十年以上焊接经验的老焊工，这种人较少，又没有年轻人能坚持，导致市场对优秀焊工的需求及优秀焊工师傅的严重缺乏形成对立的关系。因此，机器人焊工——焊条焊接全套自动化控制系统不仅可以解决这种焊工人员匮乏的问题，还可以保证比一个老焊工焊接更好的焊接质量出来。同时，该系统在生产效率上也是人工焊接完全无法比拟的。

另一方面，在一些特种行业上，对电焊条的材料要求极其严格。国外在一些尖端焊材上又对我国实施技术封锁。因此，怎样提升我国在尖端焊材上的生产及检验是我们面临着要解决的问题。国内很多焊材检验机构也在为怎样客观的(排除人为主观因素)检验焊材的好坏而发愁，国内很多的焊条厂家也同样面临着该问题。机器人焊工——焊条焊接全套自动化控制系统就能够很好的解决该问题，完全是由机器人自动控制焊接作业，整个焊接过程没有人为参与，对焊条焊材的好坏判断可以完全靠机器人客观的焊接过程来体现。

专利号为201510899717.9的专利文献公开了一种焊条自动焊接系统，其包括焊接电源、焊条、工件、人机交互界面、电弧信息采集系统、运动执行机构、焊接电源控制模块和PLC控制器，其特征在于：所述焊接电源连接焊条和焊接电源控制模块，所述人机交互界面连接PLC控制器，用于接受使用者操作指令并显示系统运行状态；所述电弧信息采集系统连接焊条、工件和PLC控制器，实时采集电弧电压，并对采集到的电压信号进行处理，传送到PLC控制器；所述运动执行机构，根据所述电弧信息采集系统采集的信息，在PLC控制器控制下，带动焊条移动，实时调节速度；所述焊接电源控制模块根据所述电弧信息采集系统实时采集的信息，在PLC控制器的控制下，接通或者切断焊接电源；所述PLC控制器包括自动引弧模块、焊条输送计算模块、恒压控制模块，用于实时接收人机交互界面、电弧信息采集系统提供的数据，经数据处理后、将数据发送到人机交互界面，并实现对运动执行机构、焊接电源控制模块的控制。所述运动执行机构包括步进电机和机械滑台，所述步进电机连接机械滑台，为机械滑台的移动提供动力，PLC控制器与步进电机相连，控制步进电机的转动；所述机械滑台上固定焊条，带动焊条做相应的位移。

所述焊接电源控制模块连接工件和焊接电源，根据PLC控制器的控制指令，实现对焊接回路的通断控制。所述人机交互界面包括文本控制器、按钮。所述电弧信息采集系统包括电压分压装置、电压传感器、电流传感器。

焊条自动焊接系统的自动焊接方法，其包括以下步骤：(1)将焊条安装在运动执行机构上，根据需要使焊条与工件竖直方向成一定角度的夹角，启动焊接电源；(2)通过人机交互界面设置焊条起始送条速度V1、平均电弧电压Us、焊条倾角α以及焊条有效燃烧长度L，将焊条下端移到接近工件的位置；结合焊条起始送条速度V1，得出在竖直方向的起始送条速度V2，V2＝V1*cosα；(3)通过人机交互界面启动焊接过程；焊接电源控制模块中继电器吸合，回路导通，焊条带电；运动执行机构带动焊条以PLC控制器默认的较低的速度V0向下移动，电弧信息采集系统实时采集焊条与工件间的电弧电压U，当PLC控制器检测到引弧成功信号后，运动执行机构先以设定好的竖直方向的起始送条速度V2运送焊条；(4)引弧成功后，PLC控制器开始计算焊条实际向下移动的距离H2；(5)焊接过程中，PLC控制器实时采集电弧电压U，并依据相应的控制规则，通过实时调节步进电机的转速的方式，调整竖直方向焊条移动速度V2；(6)当需要停止焊接过程时，PLC控制器根据控制需要，中断焊接过程。自动焊接过程停止过程主要包括通过焊接电源控制模块切断焊接电源，使焊机处于待机状态，运动执行机构停止动作。

步骤(3)中PLC控制器根据如下规则判定引弧是否成功：当U1<U<U2，且该状态持续达到时间T，可以判定起弧成功；其中，U1为PLC控制器默认正常燃弧时最小的电弧电压，U2为PLC控制器默认正常燃弧时最大的电弧电压，时间T为判定引弧成功的时间变量。步骤(4)中H2计算方法是：步进电机每接受一个驱动脉冲，移动一步，步长与步进电机的细分数以及运动机构的螺距等参数有关，一旦该参数确定下来，步长恒定，记为δ，PLC控制器统计发出脉冲的个数n，从而计算实时的移动距离H2＝n*δ,焊条燃烧长度即为H2/cosα。步骤(5)中PLC控制器开始根据采集到的弧压，以保证弧压接近期望的平均电弧电压Us为目的调节V2的值，若弧压高于设定值，增加送条速度，反之，减少速度；将实时电弧电压U与期望的平均电弧电压Us差值分为几个段：|U-Us|≤0.5V这种状态下不做调整；|U-Us|≤1.5V这种状态下，每一个扫描周期增加或减少V2的值；|U-Us|＞1.5V这种状态下，直接将V2的值调整为PLC控制器默认的最大移动速度Vmax或者PLC控制器默认的最小移动速度Vmin。步骤(6)中当焊接过程出现以下三种情况，停止自动焊接过程：第一、通过运算得出在竖直方向需要移动的距离H1，H1＝L*cosα；焊条实际向下移动距离H2与竖直方向需要移动的距离H1相等时，焊条已经顺利燃烧完期望的长度，自动焊接过程停止；第二、在焊接过程中，电弧电压U低于U1且持续1秒，表明焊条粘到工件上，自动焊接过程停止；第三、在其他意外情况时，关闭控制开关，结束自动焊接过程。结束自动焊接过程主要包括通过焊接电源控制模块切断焊接电源与工件之间的连接，使焊机处于待机状态，运动执行机构停止动作。

本发明人发现，上述技术方案虽然提供了焊条自动焊接系统的解决方案，但实际操作性不强，不能在实际工厂里推广使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种实际操作性强的全自动焊条焊接自动焊接设备及焊接方法。

本发明技术方案如下：一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备，包括焊接过程信息采集及在线分析单元、对焊条引弧的智能化控制单元、焊条在焊接过程中的电弧长度自动调控单元、对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元、焊条回收单元、焊条的自动装夹单元、焊条的自动输送单元和焊条端面修磨单元；

其中，所述焊接过程信息采集及在线分析单元用于实时监控焊条在焊接过程中的电流和电弧电压，将监控获得的焊接电流数据和焊接弧压数据转换为用于调节弧长的参数信息并反馈至电弧长度自动调控单元；

所述对焊条引弧的智能化控制单元，用于根据监控的电流、电压值，判断引弧成功与否，并将信息实时反馈至机器人操作程序，确定是否再次引弧或转入焊接程序；

所述电弧长度自动调控单元，用于根据焊接过程对弧压信息的采集及分析，实时获取弧长信息并对焊接期望的弧长进行闭环控制，从而计算出焊条末端距焊接熔池的距离，实现机器人路径的在线规划及动作调控；

所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元，采用高速光纤IO采集通道自动寻位并确定焊条末端是否与工件接触，并将接触点位置及时通过IO反馈，自动存储和设定为引弧点，然后根据焊接程序设定的焊缝长度或焊接时间数据，规划和控制机器人的运动路径；

所述焊条的自动装夹单元和回收单元，包括回收废旧电焊条模块和装夹新电焊条模块，用于自动更换废旧焊条，并将废旧焊条投入回收装置内；

所述焊条的自动输送单元，用于一次性存储大量的电焊条，对电焊条进行自动有序的排列，自动的将电焊条弹出至输送口，并维持焊条在输送口的位置与伸出长度的一致性，以便于下一步的机器人换焊条时的精确抓取；

所述焊条端面修磨单元，用于对新焊条、和对焊接后还能使用的旧焊条进行末端的修磨操作，即对焊条引弧位置的周围药皮进行修磨，露出导电金属部分，以提高焊条的第一次引弧成功率。

优选地，所述焊条的自动输送单元还设有电焊条实时监测模块，用于当检测到所述焊条的自动输送单元中的电焊条快用完时，进行信号提示。

优选地，所述焊条的自动装夹和回收单元设有报警模块，用于当监测到所述回收装置快装满时，进行警告提示。

优选地，所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元中设有寻位计时器。

优选地，所述对焊条引弧的智能化控制单元上设有引弧计时器，

一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接焊接方法，包括包括焊接过程信息采集及在线分析单元、焊条在焊接过程中的电弧长度自动调控单元、对焊条引弧的智能化控制单元、对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元、焊条回收单元、焊条的自动装夹和回收单元、焊条的自动输送单元和焊条端面修磨单元，包括如下步骤：

第一步，启动焊条的自动装夹单元和回收单元，检测焊条燃烧是否到更换阀值；如果是，则启动回收废旧电焊条模块，将废旧电焊条投入回收装置；然后启动装夹新电焊条模块，装上新电焊条；如果否，则进入第二步；

第二步，启动焊条端面修磨单元，修磨电焊条；

第三步，启动对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元，采用高速光纤IO采集通道自动寻位并确定焊条末端是否与工件接触，并将接触点位置及时通过IO反馈，自动存储和设定为引弧点，然后根据焊接程序设定的焊缝长度或焊接时间数据，规划和控制机器人的运动路径；

第四步，启动对焊条引弧的智能化控制单元，开始机器人智能引弧；同时，所述焊接过程信息采集及在线分析单元将实时弧压数据反馈给所述对焊条引弧的智能化控制单元；根据实时弧压数据，判断是否引弧成功和引弧超时；如果引弧成功，则进入第五步；如果引弧超时，则触发报警模块提示引弧失败，复位重新引弧，返回第三步；

第五步，启动电弧长度自动调控单元进行焊接弧长调节，同时，所述焊接过程信息采集及在线分析单元将实时弧压数据反馈给所述电弧长度自动调控单元。

优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接焊接方法，包括如下步骤：

第一步，检测所述回收废旧电焊条模块中的焊条废料是否装满，如果是，则进入暂停状态，并告警提示清理废料，待完成废料清理后，复位，进入第二步；如果否，则进入第二步；

第二步，将废旧电焊条投入回收装置；

第三步，检测焊条的自动输送单元是否有新焊条，如果否，则进入暂停状态，并告警提示添加新焊条，完成添加新点焊条后，进入第四步；如果是，则进入第四步；

第四步，从焊条的自动输送单元取出新电焊条；

第五步，启动焊条端面修磨单元修磨焊条前端，去除前端少量药皮。

优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动方法，包括如下步骤：

第一步，在所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元中设置寻位计时器，将电焊条焊接两极的电压切换为寻位检测电压信号，并且复位所述寻位计时器；

第二步，规划机器人寻位的路径并控制机器人按照寻位轨迹运动，在运动过程中实时监控寻位电压的变化，当寻位到接触位置后，寻位电压发生变化；

第三步，判断是否检测到指定位置，如果是，则进入第四步，如果否，则寻位计时器递增，判断当前所述寻位计时是否已经超过预设时间，如果否，则返回第二步，如果是，则进入寻位告警状态，等待人工干预复位，返回第一步；

第四步，记录检测位置，规划路径控制机器人停止；

第五步，根据记录位置规划路径控制机器人运动到指定引弧点位置。优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括如下步骤：

第一步，在所述对焊条引弧的智能化控制单元上设置引弧计时器，复位所述引弧计时器；

第二步，规划电焊条的缩退与进给，控制机器人抓取电焊条进行位置变化动作；

第三步，规划电焊条姿态旋转变化动作，控制机器人抓取电焊条进行姿态变化动作；电焊条的姿态旋转变化进行了同时规划操作，缩退与进给是为了保证焊条引弧不会与工件发生粘连，同时又要保证焊条与工件接触进行引弧；电焊条姿态变化动作是为了达到刮擦引弧的目的，刮擦引弧的引弧成功率较高。

第四步，检测电焊条是否引弧成功，如果是，则进入第五步，如果否，则引弧计时器递增，判断所述引弧计时器是否超时，如果在引弧计时器计时时间超时还未引弧成功，则进入引弧失败告警状态，并等待人工干预复位，返回所述第一步；如果引弧计时器计时时间未超时，则返回第二步；

第五步，返回引弧成的信号至所述对焊条引弧的智能化控制单元。

优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括如下步骤：预先设定一个“期望弧长”参数，通过对所述焊接过程信息采集及在线分析单元实时反馈的弧长参数进行闭环控制，采用闭环控制原则通过电弧长度自动调控单元最终输出一个机器人带动电焊条的位置调节值“ΔP”。

本发明的有益效果在于：解决了人为上下焊条的问题，解决了由于焊条长短不一致而重新示教机器人的问题。

本发明系统包含机器人智能引弧控制系统，采用焊条缩退与进给，焊条旋转刮擦等方式引弧，成功解决了机器人焊条焊接的引弧极易失败的问题。

本发明系统包含弧压采集及智能化分析控制系统，可以对接任意的焊条焊接焊机，并能够对其进行弧压及电流的采集和分析，解决了焊条焊接使用焊机的通用性问题。

本发明系统包含电焊条自动修磨装置系统，对电焊条进行药皮前端修磨，采用伺服电机精确力控制及位置修磨控制，解决了旧焊条重复焊接时引弧失败率高的问题。

附图说明

图1为本发明全自动焊条焊接自动焊接设备结构示意图；

图2为本发明实施例的总流程示意图；

图3为本发明实施例的自动装夹和回收步骤的流程示意图；

图4为本发明实施例对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定步骤的流程示意图；

图5为本发明实施例焊条引弧步骤的流程示意图；

图6为本发明实施例电弧长度自动调控步骤的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图与实施例对本发明的技术方案作详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备，包括焊接过程信息采集及在线分析单元(1)、对焊条引弧的智能化控制单元(4)、焊条在焊接过程中的电弧长度自动调控单元(2)、对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元(3)、焊条回收单元(5)、焊条的自动装夹单元(7)、焊条的自动输送单元(6)和焊条端面修磨单元(8)；

其中，所述焊接过程信息采集及在线分析单元用于实时监控焊条在焊接过程中的电流和电弧电压，将监控获得的焊接电流数据和焊接弧压数据转换为用于调节弧长的参数信息并反馈至电弧长度自动调控单元；

所述对焊条引弧的智能化控制单元，用于根据监控的电流、电压值，判断引弧成功与否，并将信息实时反馈至机器人操作程序，确定是否再次引弧或转入焊接程序；

所述电弧长度自动调控单元，用于根据焊接过程对弧压信息的采集及分析，实时获取弧长信息并对焊接期望的弧长进行闭环控制，从而计算出焊条末端距焊接熔池的距离，实现机器人路径的在线规划及动作调控；

所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元，采用高速光纤IO采集通道自动寻位并确定焊条末端是否与工件接触，并将接触点位置及时通过IO反馈，自动存储和设定为引弧点，然后根据焊接程序设定的焊缝长度或焊接时间数据，规划和控制机器人的运动路径；

所述焊条的自动装夹单元和回收单元，包括回收废旧电焊条模块和装夹新电焊条模块，用于自动更换废旧焊条，并将废旧焊条投入回收装置内；

所述焊条的自动输送单元，用于一次性存储大量的电焊条，对电焊条进行自动有序的排列，自动的将电焊条弹出至输送口，并维持焊条在输送口的位置与伸出长度的一致性，以便于下一步的机器人换焊条时的精确抓取；

所述焊条端面修磨单元，用于对新焊条、和对焊接后还能使用的旧焊条进行末端的修磨操作，即对焊条引弧位置的周围药皮进行修磨，露出导电金属部分，以提高焊条的第一次引弧成功率。

优选地，所述焊条的自动输送单元还设有电焊条实时监测模块，用于当检测到所述焊条的自动输送单元中的电焊条快用完时，进行信号提示。

优选地，所述焊条的自动装夹和回收单元设有报警模块，用于当监测到所述回收装置快装满时，进行警告提示。

优选地，所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元中设有寻位计时器。

优选地，所述对焊条引弧的智能化控制单元上设有引弧计时器，

一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括焊接过程信息采集及在线分析单元、焊条在焊接过程中的电弧长度自动调控单元、对焊条引弧的智能化控制单元、对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元、焊条回收单元、焊条的自动装夹和回收单元、焊条的自动输送单元和焊条端面修磨单元，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，启动焊条的自动装夹单元和回收单元，检测焊条燃烧是否到更换阀值；如果是，则启动回收废旧电焊条模块，将废旧电焊条投入回收装置；然后启动装夹新电焊条模块，装上新电焊条；如果否，则进入第二步；

第二步，启动焊条端面修磨单元，修磨电焊条；

第三步，启动对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元，采用高速光纤IO采集通道自动寻位并确定焊条末端是否与工件接触，并将接触点位置及时通过IO反馈，自动存储和设定为引弧点，然后根据焊接程序设定的焊缝长度或焊接时间数据，规划和控制机器人的运动路径；

第四步，启动对焊条引弧的智能化控制单元，开始机器人智能引弧；同时，所述焊接过程信息采集及在线分析单元将实时弧压数据反馈给所述对焊条引弧的智能化控制单元；根据实时弧压数据，判断是否引弧成功和引弧超时；如果引弧成功，则进入第五步；如果引弧超时，则触发报警模块提示引弧失败，复位重新引弧，返回第三步；

第五步，启动电弧长度自动调控单元进行焊接弧长调节，同时，所述焊接过程信息采集及在线分析单元将实时弧压数据反馈给所述电弧长度自动调控单元。

优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括如下步骤：

第一步，检测所述回收废旧电焊条模块中的焊条废料是否装满，如果是，则进入暂停状态，并告警提示清理废料，待完成废料清理后，复位，进入第二步；如果否，则进入第二步；

第二步，将废旧电焊条投入回收装置；

第三步，检测焊条的自动输送单元是否有新焊条，如果否，则进入暂停状态，并告警提示添加新焊条，完成添加新点焊条后，进入第四步；如果是，则进入第四步；

第四步，从焊条的自动输送单元取出新电焊条；

第五步，启动焊条端面修磨单元修磨焊条前端，去除前端少量药皮。

优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括如下步骤：

第一步，在所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元中设置寻位计时器，将电焊条焊接两极的电压切换为寻位检测电压信号，并且复位所述寻位计时器；

第二步，规划机器人寻位的路径并控制机器人按照寻位轨迹运动，在运动过程中实时监控寻位电压的变化，当寻位到接触位置后，寻位电压发生变化；

第三步，判断是否检测到指定位置，如果是，则进入第四步，如果否，则寻位计时器递增，判断当前所述寻位计时是否已经超过预设时间，如果否，则返回第二步，如果是，则进入寻位告警状态，等待人工干预复位，返回第一步；

第四步，记录检测位置，规划路径控制机器人停止；

第五步，根据记录位置规划路径控制机器人运动到指定引弧点位置。

优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括如下步骤：

第一步，在所述对焊条引弧的智能化控制单元上设置引弧计时器，复位所述引弧计时器；

第二步，规划电焊条的缩退与进给，控制机器人抓取电焊条进行位置变化动作；

第三步，规划电焊条姿态旋转变化动作，控制机器人抓取电焊条进行姿态变化动作；电焊条的姿态旋转变化进行了同时规划操作，缩退与进给是为了保证焊条引弧不会与工件发生粘连，同时又要保证焊条与工件接触进行引弧；电焊条姿态变化动作是为了达到刮擦引弧的目的，刮擦引弧的引弧成功率较高。

第四步，检测电焊条是否引弧成功，如果是，则进入第五步，如果否，则引弧计时器递增，判断所述引弧计时器是否超时，如果在引弧计时器计时时间超时还未引弧成功，则进入引弧失败告警状态，并等待人工干预复位，返回所述第一步；如果引弧计时器计时时间未超时，则返回第二步；

第五步，返回引弧成的信号至所述对焊条引弧的智能化控制单元。

优选地，所述用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括如下步骤：预先设定一个“期望弧长”参数，通过对所述焊接过程信息采集及在线分析单元实时反馈的弧长参数进行闭环控制，采用闭环控制原则通过电弧长度自动调控单元最终输出一个机器人带动电焊条的位置调节值“ΔP”。

以上的描述仅仅涉及本发明的一些具体实施方式，任何本领域的技术人员基于本发明的精神所做的替换或改进均应为本发明的保护范围所涵盖，本发明的保护范围应以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备，其特征在于：包括焊接过程信息采集及在线分析单元、对焊条引弧的智能化控制单元、焊条在焊接过程中的电弧长度自动调控单元、对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元、焊条回收单元、焊条的自动装夹单元、焊条的自动输送单元和焊条端面修磨单元；

其中，所述焊接过程信息采集及在线分析单元用于实时监控焊条在焊接过程中的电流和电弧电压，将监控获得的焊接电流数据和焊接弧压数据转换为用于调节弧长的参数信息并反馈至电弧长度自动调控单元；

所述对焊条引弧的智能化控制单元，用于根据监控的电流、电压值，判断引弧成功与否，并将信息实时反馈至机器人操作程序，确定是否再次引弧或转入焊接程序；

所述电弧长度自动调控单元，用于根据焊接过程对弧压信息的采集及分析，实时获取弧长信息并对焊接期望的弧长进行闭环控制，从而计算出焊条末端距焊接熔池的距离，实现机器人路径的在线规划及动作调控；

所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元，采用高速光纤IO采集通道自动寻位并确定焊条末端是否与工件接触，并将接触点位置及时通过IO反馈，自动存储和设定为引弧点，然后根据焊接程序设定的焊缝长度或焊接时间数据，规划和控制机器人的运动路径；

所述焊条的自动装夹单元和回收单元，包括回收废旧电焊条模块和装夹新电焊条模块，用于自动更换废旧焊条，并将废旧焊条投入回收装置内；

所述焊条的自动输送单元，用于一次性存储大量的电焊条，对电焊条进行自动有序的排列，自动的将电焊条弹出至输送口，并维持焊条在输送口的位置与伸出长度的一致性，以便于下一步的机器人换焊条时的精确抓取；

所述焊条端面修磨单元，用于对新焊条、和对焊接后还能使用的旧焊条进行末端的修磨操作，即对焊条引弧位置的周围药皮进行修磨，露出导电金属部分，以提高焊条的第一次引弧成功率。

2.根据权利要求1所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备，其特征在于，所述焊条的自动输送单元还设有电焊条实时监测模块，用于当检测到所述焊条的自动输送单元中的电焊条快用完时，进行信号提示。

3.根据权利要求1所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备，其特征在于，所述焊条的自动装夹和回收单元设有报警模块，用于当监测到所述回收装置快装满时，进行警告提示。

4.根据权利要求1所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备，其特征在于，所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元中设有寻位计时器。

5.根据权利要求1所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接设备，其特征在于，所述对焊条引弧的智能化控制单元上设有引弧计时器。

6.一种用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，包括包括焊接过程信息采集及在线分析单元、焊条在焊接过程中的电弧长度自动调控单元、对焊条引弧的智能化控制单元、对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元、焊条回收单元、焊条的自动装夹和回收单元、焊条的自动输送单元和焊条端面修磨单元，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，启动焊条的自动装夹单元和回收单元，检测焊条燃烧是否到更换阀值；如果是，则启动回收废旧电焊条模块，将废旧电焊条投入回收装置；然后启动装夹新电焊条模块，装上新电焊条；如果否，则进入第二步；

第二步，启动焊条端面修磨单元，修磨电焊条；

第三步，启动对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元，采用高速光纤IO采集通道自动寻位并确定焊条末端是否与工件接触，并将接触点位置及时通过IO反馈，自动存储和设定为引弧点，然后根据焊接程序设定的焊缝长度或焊接时间数据，规划和控制机器人的运动路径；

第四步，启动对焊条引弧的智能化控制单元，开始机器人智能引弧；同时，所述焊接过程信息采集及在线分析单元将实时弧压数据反馈给所述对焊条引弧的智能化控制单元；根据实时弧压数据，判断是否引弧成功和引弧超时；如果引弧成功，则进入第五步；如果引弧超时，则触发报警模块提示引弧失败，复位重新引弧，返回第三步；

第五步，启动电弧长度自动调控单元进行焊接弧长调节，同时，所述焊接过程信息采集及在线分析单元将实时弧压数据反馈给所述电弧长度自动调控单元。

7.根据权利要求6所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，检测所述回收废旧电焊条模块中的焊条废料是否装满，如果是，则进入暂停状态，并告警提示清理废料，待完成废料清理后，复位，进入第二步；如果否，则进入第二步；

第二步，将废旧电焊条投入回收装置；

第三步，检测焊条的自动输送单元是否有新焊条，如果否，则进入暂停状态，并告警提示添加新焊条，完成添加新点焊条后，进入第四步；如果是，则进入第四步；

第四步，从焊条的自动输送单元取出新电焊条；

第五步，启动焊条端面修磨单元修磨焊条前端，去除前端少量药皮。

8.根据权利要求6所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，在所述对焊接起始位置和焊缝长度的自动确定单元中设置寻位计时器，将电焊条焊接两极的电压切换为寻位检测电压信号，并且复位所述寻位计时器；

第二步，规划机器人寻位的路径并控制机器人按照寻位轨迹运动，在运动过程中实时监控寻位电压的变化，当寻位到接触位置后，寻位电压发生变化；

第三步，判断是否检测到指定位置，如果是，则进入第四步，如果否，则寻位计时器递增，判断当前所述寻位计时是否已经超过预设时间，如果否，则返回第二步，如果是，则进入寻位告警状态，等待人工干预复位，返回第一步；

第四步，记录检测位置，规划路径控制机器人停止；

第五步，根据记录位置规划路径控制机器人运动到指定引弧点位置。

9.根据权利要求6所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，在所述对焊条引弧的智能化控制单元上设置引弧计时器，复位所述引弧计时器；

第二步，规划电焊条的缩退与进给，控制机器人抓取电焊条进行位置变化动作；

第三步，规划电焊条姿态旋转变化动作，控制机器人抓取电焊条进行姿态变化动作；

第四步，检测电焊条是否引弧成功，如果是，则进入第五步，如果否，则引弧计时器递增，判断所述引弧计时器是否超时，如果在引弧计时器计时时间超时还未引弧成功，则进入引弧失败告警状态，并等待人工干预复位，返回所述第一步；如果引弧计时器计时时间未超时，则返回第二步；

第五步，返回引弧成的信号至所述对焊条引弧的智能化控制单元。

10.根据权利要求6所述的用于机器人配套的焊条电弧焊自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：预先设定一个“期望弧长”参数，通过对所述焊接过程信息采集及在线分析单元实时反馈的弧长参数进行闭环控制，采用闭环控制原则通过电弧长度自动调控单元最终输出一个机器人带动电焊条的位置调节值“ΔP”。

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