CN113253671B - 一种双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人参数化编程方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人参数化编程方法，该发明的技术方案是：人工将双梁主梁敞口面对机器人平放到工装架上，人工将双梁主梁工件尺寸参数输入人机界面，参数自动下发至所有机器人，机器人向地轨正向移动自动识别筋板，搜索到时自动停止移动，自动判断筋板种类，自动调用对应筋板焊接子程序开始焊接，焊完1个筋板后继续搜索，直到完成所有筋板内缝焊接。采用本发明的技术方案，实现了双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人参数化编程，极大地缩短了编程时间，提升了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于双梁起重机领域，具体涉及一种双梁起重机主梁的内缝焊接机器人参数化编程方法。
背景技术
我国是世界上最大的起重机生产基地，年产各类起重机50万台套，其中双梁起重机10万台套。目前双梁起重机主梁内缝大多采用人工焊接，双梁主梁最宽0.81米，最深2.3米，最长32.5米，主梁内大中小筋板数量最多有68块，工人需钻进梁盒内焊接筋板内缝。由于焊接空间狭小，又窄又深，焊接火花不能完全飞溅，焊接烟尘不能完全排出，仰焊时焊接姿态极其别扭，工人工作环境恶略，劳动强度极大，焊接效率极低。少数大型起重机制造厂家采用机器人焊接主梁内缝，但是由于双梁主梁种类繁多，多达数百种，每种都需编写一个机器人焊接程序，每个机器人焊接程序都需示教上千个点。机器人焊接程序编写和调用非常麻烦，经常出现编写错误或调用错误，实际使用效果极差，生产效率很低。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人参数化编程方法。
为实现上述目的，本发明所采用如下技术方案：人工将筋板点焊好的双梁主梁敞口面对机器人平放到工装架上，人工将双梁主梁工件尺寸参数输入人机界面，参数自动下发至所有机器人，机器人向地轨正向移动自动识别筋板，搜索到时自动停止移动，自动判断筋板种类，自动调用对应筋板焊接子程序开始焊接，焊完1个筋板后继续搜索，直到完成所有筋板内缝的满焊。
双梁主梁工件规格参数主要是吊装吨位和横跨长度。根据吊装吨位和横跨长度的不同，双梁主梁的筋板数量、大梁厚度、筋板种类和角铁数量也不相同。
为了实现双梁起重机主梁的内缝焊接机器人参数化编程，需将筋板数量、大梁厚度、筋板种类和角铁数量等参数进行细分和定义。
双梁主梁工件参数包括筋板数量分配参数、梁盒参数和机器人起始位置参数，筋板数量分配参数包括筋板总数、各个机器人分配筋板数；梁盒参数包括大梁厚度、大筋板高度、中大筋板高度、中小筋板高度、小筋板高度、1号角铁位置、2号角铁位置和3号角铁位置；机器人起始位置参数包括各个机器人起始位置参数。
筋板数量参数、梁盒参数和机器人起始位置参数需人工输入人机界面。人工输入完成后，单击确认，人机界面通过网络通讯方式将输入数据下发到主站PLC，主站PLC通过网络通讯方式将输入数据下发到各个从站PLC，从站PLC再以网络通讯方式下发到各个机器人。
机器人将收到的数据写入对应PR参数，从而自动生成焊接程序。当某台机器人执行焊接程序时，包括如下流程；
S1、该机器人从起始位置向地轨正向移动搜索筋板；
S2、当该机器人搜索到筋板时停止移动，机器人判断筋板类型；
S3、该机器人根据筋板类型调用对应焊接子程序焊接筋板，开始焊接筋板；
S4、该机器人焊完1个筋板，机器人焊接筋板数加1；
S5、当该机器人焊接筋板数不等于该机器人分配筋板数时，返回S1；当该机器人焊接筋板数等于该机器人分配筋板数时，焊接任务完成。
进一步，所述步骤S1中机器人起始位置向地轨正向移动搜索筋板时，通过安装在在机器人上的点激光测距传感器来识别筋板。点激光测距传感器检测的基准值为到梁盒最底部的位置值，当点激光测距传感器检测的实际值与基准值相差较大时，说明机器人已搜索到筋板，机器人将停止移动。
进一步，所述步骤S2中当机器人判断筋板类型时，通过点激光测距传感器检测的实际值与基准值的差值确定筋板的高度，再把该高度值与下发到机器人的大筋板高度、中大筋板高度、中小筋板高度和小筋板高度值进行比较，确定筋板类型。
进一步，所述步骤S3中该机器人根据筋板类型调用对应焊接子程序焊接筋板时，调用的筋板焊接子程序都是编好的带PR参数值的程序。
进一步，所述步骤S4中，该机器人焊完1个筋板，机器人焊接筋板数加1，机器人焊接筋板数是机器人内部参数。
进一步，所述步骤S5中，当该机器人焊接筋板数不等于该机器人分配筋板数时，返回S1；当该机器人焊接筋板数等于该机器人分配筋板数时，焊接任务完成。机器人分配筋板数是人机界面下发到机器人的参数。
本发明采用以上技术方案，不再需要每种主梁工件都编写一个机器人焊接程序，不再需要每个机器人焊接程序都示教上千个点。实现了双梁起重机主梁的内缝焊接机器人参数化编程，极大地缩短了编程时间，提升了生产效率。
附图说明
图1是双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人生产线示意图；
图2是双梁起重机主梁筋板种类示意图
图3双梁主梁工件参数输入界面示意图；
图4是双梁主梁工件参数下发示意图；
图5是机器人焊接程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人生产线包括4台吊挂机器人滑台、40米地轨、1套工装架和1套电气控制系统组成。其中电气控制系统包括1套人机界面、1套主站PLC和4套子站PLC。图中1是吊挂机器人滑台、2是地轨、3是工装架、4是电气控制系统。
人工将筋板点焊好的双梁主梁敞口面对机器人平放到工装架上，人工将双梁主梁工件尺寸参数输入人机界面，参数自动下发至4台机器人，机器人向地轨正向移动自动搜索筋板，搜索到时自动停止移动，自动判断筋板种类，自动调用对应筋板焊接子程序开始焊接，焊完1个筋板后继续搜索，直到完成所有筋板内缝的满焊。
如图2所示，双梁主梁工件筋板包括大筋板、中大筋板、中小筋板和小筋板。图中1是大筋板、2是中大筋板、3是中小筋板、4是小筋板、5是角铁。
如图3所示，双梁主梁工件参数包括筋板数量分配参数、梁盒参数和机器人起始位置参数，筋板数量分配参数包括筋板总数、1号机器人分配筋板数、2号机器人分配筋板数、3号机器人分配筋板数和4号机器人分配筋板数；梁盒参数包括大梁厚度、大筋板高度、中大筋板高度、中小筋板高度、小筋板高度、1号角铁位置、2号角铁位置和3号角铁位置；机器人起始位置参数包括1号机器人起始位置参数、2号机器人起始位置参数、3号机器人起始位置参数和4号机器人起始位置参数。
如图4所示，筋板数量参数、梁盒参数和机器人起始位置参数需人工输入人机界面。人工输入完成后，单击确认，人机界面通过ModbusTCP通讯方式将输入数据下发到主站PLC，主站PLC通过EtherNet IP通讯方式将输入数据下发到1号至4号从站PLC，从站PLC再以DeviceNet通讯方式下发到1号至4号机器人。
如图5所示，机器人将收到的数据写入对应PR参数，从而自动生成焊接程序。以1号机器人为例，当1号机器人执行焊接程序时，包括如下流程；
1．1号机器人从起始位置向地轨正向移动搜索筋板；
2．1号机器人搜索到筋板时停止移动，机器人判断筋板类型；
3．1号机器人根据筋板类型调用对应焊接子程序焊接筋板，开始焊接筋板；
4．1号机器人焊完1个筋板，机器人焊接筋板数加1；
5．1号机器人焊接筋板数不等于该机器人分配筋板数时，返回第1步；当该机器人焊接筋板数等于该机器人分配筋板数时，焊接任务完成；
6.2号、3号和4号机器人焊接程序流程与1号机器人相同。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人参数化编程方法，其特征在于：在双梁起重机主梁的内缝焊接机器人生产线中，人工将筋板点焊好的双梁主梁敞口面对机器人平放到工装架上，人工将双梁主梁工件尺寸参数输入人机界面，参数自动下发至所有机器人，机器人向地轨正向移动自动识别筋板，搜索到时自动停止移动，自动判断筋板种类，自动调用对应筋板焊接子程序开始焊接，焊完1个筋板后继续搜索，直到完成所有筋板内缝的满焊；所述双梁起重机主梁的内缝焊接机器人生产线包括吊挂机器人滑台、地轨、工装架和电气控制系统组成；其中电气控制系统包括人机界面、主站PLC和子站PLC；所述双梁主梁工件尺寸参数包括筋板数量分配参数、梁盒参数和机器人起始位置参数，筋板数量分配参数包括筋板总数、各个机器人分配筋板数；梁盒参数包括大梁厚度、大筋板高度、中大筋板高度、中小筋板高度、小筋板高度、1号角铁位置、2号角铁位置和3号角铁位置；机器人起始位置参数包括各个机器人起始位置参数；人机界面通过网络通讯方式将输入数据下发到主站PLC，主站PLC通过网络通讯方式将输入数据下发到各个从站PLC，从站PLC再以网络通讯方式下发到各个机器人；机器人执行焊接程序时，包括如下流程：
S1、该机器人从起始位置向地轨正向移动搜索筋板；
S2、当该机器人搜索到筋板时停止移动，机器人判断筋板类型；
S3、该机器人根据筋板类型调用对应焊接子程序焊接筋板，开始焊接筋板；
S4、该机器人焊完1个筋板，机器人焊接筋板数加1；
S5、当该机器人焊接筋板数不等于该机器人分配筋板数时，返回S1；
当该机器人焊接筋板数等于该机器人分配筋板数时，焊接任务完成；
所述步骤S1中机器人起始位置向地轨正向移动搜索筋板时，通过安装在机器人上的点激光测距传感器来识别筋板；点激光测距传感器检测的基准值为到梁盒最底部的位置值，当点激光测距传感器检测的实际值与基准值相差大于某一个设定值时，说明机器人已搜索到筋板，机器人将停止移动；
所述步骤S2中当机器人判断筋板类型时，通过点激光测距传感器检测的实际值与基准值的差值确定筋板的高度，再把该高度与下发到机器人的大筋板高度、中大筋板高度、中小筋板高度和小筋板高度进行比较，确定筋板类型；
所述步骤S3中所述步骤S3中该机器人根据筋板类型调用对应焊接子程序焊接筋板时，调用的筋板焊接子程序都是编好的带PR参数值的程序；
所述步骤S4中，该机器人焊完1个筋板，机器人焊接筋板数加1，机器人焊接筋板数是机器人内部参数；
所述步骤S5中，当该机器人焊接筋板数不等于该机器人分配筋板数时，返回S1；当该机器人焊接筋板数等于该机器人分配筋板数时，焊接任务完成；机器人分配筋板数是人机界面下发到机器人的参数。
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