CN114012208B - 一种工件不规则面的堆焊方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种工件不规则面的堆焊方法，属于堆焊领域。包括：获取待堆焊工件的加工曲线；获取待焊点在虚拟坐标系中的虚拟坐标值；虚拟坐标系以待堆焊工件朝向枪头翻转的轴线与其绕自身回转的回转轴线的交点为虚拟坐标原点，过虚拟坐标原点且在枪头运动平面上的虚拟横纵坐标构建而成；将待焊点的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值；实际坐标系以控制枪头运动的绝对值电机处于零时，枪头所在位置为实际坐标原点，过实际坐标原点且在枪头运动平面上的实际横纵坐标构建而成；控制待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，以及朝向枪头翻转，以使熔池垂直于待焊接面；控制枪头运动到待焊点进行堆焊。本申请能够堆焊待堆焊面整体为不规则平面的工件。

Description

一种工件不规则面的堆焊方法

技术领域

本申请涉及堆焊技术领域，尤其涉及一种工件不规则面的堆焊方法。

背景技术

堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于如模具制造、橡塑机械零部件、航空航天、制造维修、船舶电力、机械工业、铸造工业等各个工业部门零件的制造修复中。

目前一些堆焊面整体为不规则平面，诸如油缸内壁的凹面，缸底侧壁与底面呈一定夹角的内壁等，其堆焊难度较大，通常堆焊方法为人工手持焊条进行堆焊，堆焊速度较慢。

发明内容

本申请实施例通过提供一种工件不规则面的堆焊方法，能够解决工件堆焊面整体为不规则平面时，堆焊难度较大，堆焊速度较慢的问题。

本发明实施例提供了一种工件不规则面的堆焊方法，包括步骤：

获取待堆焊工件的加工曲线；

根据所述加工曲线获取待焊点在虚拟坐标系中的虚拟坐标值；所述虚拟坐标系以所述待堆焊工件朝向枪头翻转的轴线与其绕自身回转的回转轴线的交点为虚拟坐标原点，过虚拟坐标原点且在枪头运动平面上的虚拟横纵坐标构建而成；

将所述待焊点的所述虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值；所述实际坐标系以控制所述枪头运动的绝对值电机处于零时，所述枪头所在位置为实际坐标原点，过实际坐标原点且在所述枪头运动平面上的实际横纵坐标构建而成；

控制所述待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，以及朝向所述枪头翻转，以使熔池垂直于待焊接面；

控制所述枪头运动到所述待焊点进行堆焊。

在一种可能的实现方式中，所述获取待堆焊工件的加工曲线，包括：

通过传感器扫描或抓取特征点获取所述待堆焊工件的加工曲线。

在一种可能的实现方式中，所述将所述待焊点的所述虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值，包括：

根据所述待堆焊工件的加工曲线获取所述待焊点的虚拟坐标(X₁，Y₁)；

根据所述虚拟坐标计算虚拟坐标原点到所述待焊点的距离l，其中

计算所述待焊点与虚拟横坐标的夹角β，其中

根据所述待堆焊工件朝向所述枪头翻转的预设角度α，计算过所述虚拟坐标原点且与实际横坐标平行的直线之间的夹角γ，其中γ＝β-α；

计算第一距离m，其中m＝lsinγ，第二距离n，其中n＝lcosγ；

得到所述实际坐标值(X₂，Y₂)，其中X₂＝a+m，Y₂＝b-n，a为虚拟横坐标与实际横坐标之间的距离，b为虚拟纵坐标与实际纵坐标之间的距离。

在一种可能的实现方式中，所述控制所述枪头运动到所述待焊点进行堆焊，包括：

控制所述枪头升降，以及控制所述枪头直线平移到待堆焊点进行堆焊。

在一种可能的实现方式中，所述控制所述枪头升降，包括：

通过升降机构控制所述枪头升降。

在一种可能的实现方式中，所述控制所述枪头直线平移，包括：

通过平移机构控制所述枪头直线平移。

在一种可能的实现方式中，所述控制所述待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，包括：

通过旋转机构控制所述待堆焊工件绕自身回转轴线旋转。

在一种可能的实现方式中，控制所述待堆焊工件朝向枪头翻转，包括：

通过翻转机构控制所述待堆焊工件朝向枪头翻转。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供了一种工件不规则面的堆焊方法，该方法包括步骤：获取待堆焊工件的加工曲线。根据加工曲线获取待焊点在虚拟坐标系中的虚拟坐标值；虚拟坐标系以待堆焊工件朝向枪头翻转的轴线与其绕自身回转的回转轴线的交点为虚拟坐标原点，过虚拟坐标原点且在枪头运动平面上的虚拟横纵坐标构建而成。将待焊点的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值；实际坐标系以控制枪头运动的绝对值电机处于零时，枪头所在位置为实际坐标原点，过实际坐标原点且在枪头运动平面上的实际横纵坐标构建而成。控制待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，以及朝向枪头翻转，以使熔池垂直于待焊接面。控制枪头运动到待焊点进行堆焊。工作时，将待堆焊工件设置于工作台上。当待堆焊工件的堆焊面不规则时，待堆焊工件朝向枪头翻转预设角度，进而使熔池垂直于待焊接面，即熔池与待焊接面终维持在等于或近似等于90°。工作台能够绕其自身轴线旋转，以带动待堆焊工件绕自身回转轴线旋转。控制枪头运动到待焊点进行堆焊，从而能够实现待堆焊面的螺旋焊。采用本申请的堆焊方法能够堆焊待堆焊面整体为不规则平面的待堆焊工件，极大地降低了堆焊难度，提高了堆焊速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的工件不规则面的堆焊方法的流程框图；

图2为本申请实施例提供的用于控制不规则面堆焊的自动机床的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的平移机构和升降机构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的油缸的结构示意图；

图5为本申请将待焊点的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值的一种示意图；

图6为本申请将待焊点的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值的另一种示意图；

图7为本申请将待焊点的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值的又一种示意图。

图标：1-翻转机构；11-第一驱动结构；12-第一齿轮；13-半圆齿轮；14- 支撑轴；15-固定座；2-旋转机构；21-工作台；22-回转轴；3-平移机构；31- 第三驱动结构；32-第四齿轮；33-齿条；34-平移杆；4-升降机构；41-升降架； 42-竖杆；43-柔索；44-第四驱动结构；45-滑轮；5-焊条；6-卡盘；7-标尺；8- 待焊点；α-预设角度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

目前一些堆焊面整体为不规则平面，诸如油缸内壁的凹面，如图4所示，缸底侧壁与底面呈一定夹角的内壁，或者内壁为圆柱状或倒圆台状时，其整体堆焊难度较大，通常通过人工手持焊条进行堆焊，堆焊速度较慢。

请参照图1所示，本申请实施例提供了一种工件不规则面的堆焊方法，包括以下步骤：

步骤101：获取待堆焊工件的加工曲线。

具体地，通过传感器扫描或抓取特征点(触摸屏输入)获取待堆焊工件的加工曲线，从而能够准确、快速地获取待堆焊工件的加工曲线。

步骤102：根据加工曲线获取待焊点8在虚拟坐标系中的虚拟坐标值；虚拟坐标系以待堆焊工件朝向枪头翻转的轴线与其绕自身回转的回转轴线的交点为虚拟坐标原点，过虚拟坐标原点且在枪头运动平面上的虚拟横纵坐标构建而成。如图5～7所示，待堆焊工件朝向枪头翻转的轴线即为支撑轴14的轴线，绕自身回转的回转轴线即图中回转轴22的轴线。当枪头通过平移机构3和升降机构4运动时，枪头运动平面即为平移机构3的平移方向和升降机构4升降方向相交所在的平面。

步骤103：将待焊点8的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值；实际坐标系以控制枪头运动的绝对值电机处于零时，枪头所在位置为实际坐标原点，过实际坐标原点且在枪头运动平面上的实际横纵坐标构建而成。

其中，将待焊点8的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值，包括：

根据待堆焊工件的加工曲线获取待焊点8的虚拟坐标(X₁，Y₁)；根据虚拟坐标计算虚拟坐标原点到待焊点8的距离l，其中

计算待焊点8与虚拟横坐标的夹角β，其中/>

根据待堆焊工件朝向枪头翻转的预设角度α，计算过虚拟坐标原点且与实际横坐标平行的直线之间的夹角γ，其中γ＝β-α；计算第一距离m，其中m＝lsinγ，如图5～7所示，第一距离m为待焊点8与经过虚拟坐标原点且与实际横坐标平行的直线之间的距离，第二距离n，其中n＝lcosγ，如图5～7所示，第二距离n为虚拟坐标原点与经过待焊点 8且与实际纵坐标平行的直线之间的距离；得到实际坐标值(X₂，Y₂)，其中 X₂＝a+m，Y₂＝b-n，a为虚拟横坐标与实际横坐标之间的距离，b为虚拟纵坐标与实际纵坐标之间的距离。

在实际应用中，若以图5的虚拟坐标为标准，那么实际中，虚拟坐标系是在-90°～0°旋转，即可达到堆焊时的翻转角度要求。此时待焊点8的位置包括图5～7(图5～7中半圆齿轮13省略了齿的结构)中的情形，图5的虚拟坐标系未做旋转，即α＝0°，图6和图7的虚拟坐标旋转α角度且α≠0°，图6中待焊点8位于过虚拟坐标原点且与实际横坐标平行的直线的上方，图7中待焊点8位于过虚拟坐标原点且与实际横坐标平行的直线的下方，上述图5～7中待焊点8的位置情况中，本申请实施例提供的将待焊点8的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值的方法均可进行计算。本申请实施例提供的将待焊点 8的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值的方法简单、运算量较小，使整个堆焊方法的控制简单化，从而使控制机构控制时更快速、精准。

步骤104：控制待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，以及朝向枪头翻转，以使熔池垂直于待焊接面。

步骤105：控制枪头运动到待焊点8进行堆焊。

进一步地，控制枪头运动到待焊点8进行堆焊，包括：控制枪头升降，以及控制枪头直线平移到待堆焊点进行堆焊。

本申请实施例提供了一种工件不规则面的堆焊方法，该方法包括步骤：获取待堆焊工件的加工曲线。根据加工曲线获取待焊点8在虚拟坐标系中的虚拟坐标值；虚拟坐标系以待堆焊工件朝向枪头翻转的轴线与其绕自身回转的回转轴线的交点为虚拟坐标原点，过虚拟坐标原点且在枪头运动平面上的虚拟横纵坐标构建而成。将待焊点8的虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值；实际坐标系以控制枪头运动的绝对值电机处于零时，枪头所在位置为实际坐标原点，过实际坐标原点且在枪头运动平面上的实际横纵坐标构建而成。控制待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，以及朝向枪头翻转，以使熔池垂直于待焊接面。控制枪头运动到待焊点8进行堆焊。工作时，将待堆焊工件设置于工作台21 上。当待堆焊工件的堆焊面不规则时，待堆焊工件朝向枪头翻转预设角度α，进而使熔池垂直于待焊接面，即熔池与待焊接面终维持在等于或近似等于90°。工作台21能够绕其自身轴线旋转，以带动待堆焊工件绕自身回转轴线旋转。

控制枪头运动到待焊点8进行堆焊，从而能够实现待堆焊面的螺旋焊。采用本申请的堆焊方法能够堆焊待堆焊面整体为不规则平面的待堆焊工件，极大地降低了堆焊难度，提高了堆焊速度。同时能够解决连续焊接并且熔池角度问题，而且使用绝对值电机，不需要重复寻零。

具体地，控制枪头升降，包括：通过升降机构4控制枪头升降。控制枪头直线平移，包括：通过平移机构3控制枪头直线平移。控制待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，包括：通过旋转机构2控制待堆焊工件绕自身回转轴线旋转。控制待堆焊工件朝向枪头翻转，包括：通过翻转机构1控制待堆焊工件朝向枪头翻转。

在实际应用中，请参照图2所示，本申请实施例提供了一种用于控制不规则面堆焊的自动机床，包括翻转机构1、旋转机构2、平移机构3、升降机构4 和控制机构。旋转机构2设置于翻转机构1上部，以使翻转机构1能够带动旋转机构2翻转预设角度α，即翻转机构1能够绕Y轴旋转预设角度α。该预设角度α根据待堆焊工件的待堆焊面与地面之间的夹角来设定，进而使熔池垂直于待焊接面，即熔池与待堆焊面始终维持在等于或近似等于90°。根据堆焊面整体的不规则面情况，可以通过控制机构控制翻转机构1一次翻转预设角度α，或者连续翻转不同预设角度α。控制机构包括带EATHCAT总线控制、电子凸轮控制的控制器，触摸屏和控制设备，其外围配线简单，装配、维护方便，控制信号传输快捷、准确，抗干扰能力强。

待堆焊工件设置于旋转机构2的工作台21上，工作台21能够绕其自身轴线旋转，即工作台21能够绕Z轴旋转，以带动待堆焊工件绕Z轴旋转。

焊枪设置于平移机构3的一端，平移机构3能够沿预设方向直线平移，如图2所示，一般预设方向与X轴方向平行，以带动焊枪枪头上设置的焊条5 在待堆焊工件的待堆焊面上直线平移。具体地，本申请实施例提供的自动机床，当旋转机构2带动待堆焊工件旋转，同时平移机构3带动焊枪平移，能够实现待堆焊面的螺旋焊。该焊枪为气体保护的全自动焊枪，熔焊效果好，可靠性极高。

平移机构3设置于升降机构4上，且升降机构4能够带动平移机构3升降，升降方向即为图2中的Z轴方向。翻转机构1、旋转机构2、平移机构3和升降机构4分别与控制机构电连接，从而控制机构能够控制翻转机构1、旋转机构2、平移机构3和升降机构4的工作状态。

本发明实施例提供的用于控制不规则面堆焊的自动机床，该自动机床包括翻转机构1、旋转机构2、平移机构3、升降机构4和控制机构。工作时，将待堆焊工件设置于旋转机构2的工作台21上。当待堆焊工件的堆焊面不规则时，翻转机构1能够绕其翻转轴线翻转预设角度α，由于旋转机构2设置于翻转机构1上部，以使翻转机构1能够带动旋转机构2翻转预设角度α，从而使待堆焊工件翻转预设角度α，进而使熔池垂直于待焊接面，即熔池与待堆焊面始终维持在等于或近似等于90°。工作台21能够绕其自身轴线旋转，以带动待堆焊工件旋转。焊枪设置于平移机构3的一端，平移机构3能够沿预设方向直线平移，以带动焊枪枪头上设置的焊条5在待堆焊工件的待堆焊面上直线平移，加上旋转机构2带动待堆焊工件的旋转，从而能够实现待堆焊面的螺旋焊。平移机构3设置于升降机构4上，且升降机构4能够带动平移机构3升降，从而根据待堆焊面离焊枪的距离调节平移机构3的高度。翻转机构1、旋转机构2、平移机构3和升降机构4分别与控制机构电连接，从而通过控制机构能够实时自动控制这些机构的工作状态，进而使焊枪安装于本申请的自动机床上，能够堆焊待堆焊面整体为不规则平面的待堆焊工件，极大地降低了堆焊难度，提高了堆焊速度。

继续参照图2所示，翻转机构1包括第一驱动结构11、第一齿轮12、半圆齿轮13、支撑轴14和固定座15。第一驱动结构11与第一齿轮12连接，用于带动第一齿轮12转动。第一齿轮12与半圆齿轮13啮合。支撑轴14穿过半圆齿轮13后，两端设置于固定座15上。其中，如图2所示支撑轴14的延伸方向与Y轴平行。半圆齿轮13的上端面为平坦的矩形，旋转机构2设置于半圆齿轮13的上端面。第一驱动结构11与控制机构电连接，从而控制机构能够控制第一驱动机构的工作状态，如控制第一驱动机构打开、控制第一齿轮12 旋转圈数以控制半圆齿轮13旋转预设角度α等。其中，第一驱动结构11包括 1.5kw/3000转的电机，其带EATHCAT总线和绝对值编码器。本申请实施例提供的翻转机构1的工作过程为：当控制机构控制第一驱动结构11打开时，第一驱动结构11带动第一齿轮12转动，由于第一齿轮12与半圆齿轮13啮合，从而第一齿轮12带动半圆齿轮13绕支撑轴14翻转预设角度α，半圆齿轮13 再带动设置于其上的旋转机构2翻转预设角度α。本申请的翻转机构1结构简单、易于实现、方便控制和操作。当然，翻转机构1还可以包括支撑轴14、步进电机和固定座15，支撑轴14的一端与固定座15铰接，另一端穿过固定座 15后与步进电机连接，以使步进电机带动支撑轴14转动，支撑轴14的上部固定设置旋转机构2，以使支撑轴14旋转时带动旋转机构2旋转。

进一步地，旋转机构2包括第二驱动结构、第二齿轮、第三齿轮、转轴和工作台21。第二驱动结构与第二齿轮连接，用于带动第二齿轮转动。第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮套设于转轴上。转轴与工作台21固定，以带动工作台21转动。旋转机构2的整体设置于翻转机构1的上部。第二驱动结构与控制机构电连接，从而控制机构能够控制第二驱动结构的工作状态，如控制第二驱动机构打开，控制第二驱动机构带动工作台21旋转，控制转速等。其中，第二驱动结构包括1.5kw/3000转的电机，其带EATHCAT总线和绝对值编码器。本申请实施例提供的第二驱动结构的工作过程为：当控制机构控制第二驱动结构打开时，第二驱动结构带动第二齿轮转动，由于第二齿轮与第三齿轮啮合，从而带动第三齿轮转动，进而带动转轴和工作台21转动，由于待堆焊工件设置于工作台21上，从而能够带动待堆焊工件转动。本申请的旋转机构2结构简单、易于实现、方便控制和操作。旋转机构2还可以是其他实现方式，本申请实施例对此不做限定。当然翻转机构1和旋转机构2可以是换位机。

如图2和图3所示，平移机构3包括第三驱动结构31、第四齿轮32、齿条33和平移杆34。第三驱动结构31设置于升降机构4上，且与第四齿轮32 连接。第四齿轮32与齿条33啮合。齿条33与平移杆34固定，且其延伸方向与平移杆34平行。平移杆34设置于升降机构4上，且其延伸方向与预设方向相同，即平移杆34的延伸方向平行于X轴，并能够相对升降机构4运动。焊枪设置于平移杆34的一端。第三驱动结构31与控制机构电连接，从而控制机构能够控制第三驱动结构31的工作状态，如控制第三驱动机构打开，控制第三驱动机构带动平移杆34移动，控制移动速度等。其中，第三驱动结构31包括0.4kw/3000转的电机，其带EATHCAT总线和绝对值编码器。本申请实施例提供的平移机构3的工作过程为：当控制机构控制第三驱动结构31打开，第三驱动结构31带动第四齿轮32转动，由于第四齿轮32与齿条33啮合，且齿条33与平移杆34固定，从而平移杆34可以沿预设方向平移，焊枪设置于平移杆34的一端，从而平移杆34能够带动焊枪沿预设方向平移。本申请的平移机构3结构简单、易于实现、方便控制和操作、运行平稳。当然，平移机构3 还可以有其他实现方式，本申请实施例对此不做限定。

继续参照图2和图3所示，升降机构4包括升降架41、竖杆42、平衡件、柔索43、第四驱动结构44和滑轮45。第四驱动结构44和滑轮45设置于竖杆 42的顶端，且第四驱动结构44与滑轮45连接，以驱动滑轮45转动。滑轮45 套设柔索43，柔索43的两端分别连接升降架41和平衡件。其中，柔索43可以是绳索、链条等。第四驱动结构44包括0.4kw/3000转的电机，其带EATHCAT 总线和绝对值编码器。升降架41和平移机构3的质量之和等于平衡件的质量，以使滑轮45转动，升降架41升降时，能够保持柔索43两端的平衡。

升降架41设置于竖杆42上，并能沿竖杆42的高度方向滑动。平移机构3 与升降架41连接，以使柔索43带动升降架41升降时，能够带动平移机构3 升降。具体地，升降架41沿长度方向设置通孔，平移机构3的平移杆34穿过该通孔，使升降架41套设于平移杆34，且平移杆34能够相对升降架41运动。平移机构3的第三驱动结构31与升降架41固定，从而当升降架41升降时，带动第三驱动结构31一起升降。第四驱动结构44与控制机构电连接，从而控制机构能够控制第四驱动结构44的工作状态，如控制第四驱动结构44打开，控制第四驱动机构带动升降架41升降，控制升降速度等。本申请实施例提供的升降机构4的工作过程为：当控制机构控制第四驱动结构44打开，第四驱动结构44带动滑轮45转动，滑轮45带动柔索43运动，从而带动柔索43一端的升降架41升降。本申请的升降机构4结构简单、易于实现、方便控制和操作、升降平稳。当然，升降机构4可以包括第四驱动结构44、卷索件和柔索 43，第四驱动结构44与卷索件连接，能够驱动卷索件转动，柔索43的一端与卷索件固定，另一端连接升降架41，当卷索件转动收起/放下卷索时，能够带动升降架41升降。

在实际应用中，竖杆42为中空结构，平衡件从竖杆42的上端伸入竖杆42 的内腔，从而能够节约装置所占用空间，由于平衡件设置于竖杆42的内腔，其不会触碰到来往的人员，从而使机床更安全。当然，平衡件也可以设置于竖杆42的背离升降架41的一侧。

如图2所示，竖杆42的与升降架41接触的面设置有导轨，导轨的沿伸方向垂直于地面。升降架41的与竖杆42接触的面设置有凹槽，凹槽的延伸方向垂直于地面，凹槽与导轨相匹配，以使升降架41能够沿导轨滑动。导轨和凹槽的设置，起到导向的作用，可以使升降架41的升降更平稳。

当缸体的内壁为圆柱状或倒圆台状时，当底壁堆焊完成，控制机构控制翻转机构1翻转预设角度α，带动旋转机构2旋转预设角度α，控制升降机构4 带动平移机构3升降，使焊枪枪头上设置的焊条5与待堆焊面接触，并使待堆焊面与熔池始终维持在等于或近似等于90°，控制机构再控制旋转机构2连续旋转，平移机构3连续平移即可实现待堆焊面的螺旋焊。但是当缸体的内壁的侧壁与底壁呈一定角度且侧壁之间也呈一定角度时，或者当待堆焊面为曲面时，则需要控制机构能够控制翻转机构1连续翻转，旋转机构2连续旋转，平移机构3连续平移，升降机构4连续升降的四轴联动，才能实现焊枪枪头上设置的焊条5与待堆焊面实时接触，并使待堆焊面与熔池实时维持在等于或近似等于 90°，进而实现曲面的螺旋焊，得到的熔焊面平滑，易于加工，熔焊速度快，有利于批量加工，效率较高，操作简单，对操作人员要求低，相对而言人工成本较低。

在实际应用中，如图2所示，自动机床还包括卡盘6。卡盘6设置于工作台21上，用于卡住待堆焊工件。卡盘6是机床上用来夹紧工件的机械装置，利用均布在卡盘6上的活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位。卡盘6有两爪卡盘、三爪卡盘、四爪卡盘等，如图2示出了卡盘6为三爪卡盘的结构示意图。

继续参照图2所示，自动机床还包括标尺7。标尺7设置于平移机构3上，标尺7的延伸方向与平移机构3的平移方向平行。标尺7的设置，能够实时主观地观测到平移杆34平移的距离。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种工件不规则面的堆焊方法，其特征在于，包括步骤：

获取待堆焊工件的加工曲线；

根据所述加工曲线获取待焊点在虚拟坐标系中的虚拟坐标值；所述虚拟坐标系以所述待堆焊工件朝向枪头翻转的轴线与其绕自身回转的回转轴线的交点为虚拟坐标原点，过虚拟坐标原点且在枪头运动平面上的虚拟横纵坐标构建而成；

将所述待焊点的所述虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值；所述实际坐标系以控制所述枪头运动的绝对值电机处于零时，所述枪头所在位置为实际坐标原点，过实际坐标原点且在所述枪头运动平面上的实际横纵坐标构建而成；

控制所述待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，以及朝向所述枪头翻转，以使熔池垂直于待焊接面；

控制所述枪头运动到所述待焊点进行堆焊；

其中，所述将所述待焊点的所述虚拟坐标值映射到实际坐标系中的实际坐标值，包括：

根据所述待堆焊工件的加工曲线获取所述待焊点的虚拟坐标(X₁，Y₁)；

根据所述虚拟坐标计算虚拟坐标原点到所述待焊点的距离l，其中

计算所述待焊点与虚拟横坐标的夹角β，其中

根据所述待堆焊工件朝向所述枪头翻转的预设角度α，计算过所述虚拟坐标原点且与实际横坐标平行的直线之间的夹角γ，其中γ＝β-α；

计算第一距离m，其中m＝lsinγ，第二距离n，其中n＝lcosγ；

得到所述实际坐标值(X₂，Y₂)，其中X₂＝a+m，Y₂＝b-n，a为虚拟横坐标与实际横坐标之间的距离，b为虚拟纵坐标与实际纵坐标之间的距离。

2.根据权利要求1所述的工件不规则面的堆焊方法，其特征在于，所述获取待堆焊工件的加工曲线，包括：

通过传感器扫描或抓取特征点获取所述待堆焊工件的加工曲线。

3.根据权利要求1所述的工件不规则面的堆焊方法，其特征在于，所述控制所述枪头运动到所述待焊点进行堆焊，包括：

控制所述枪头升降，以及控制所述枪头直线平移到待堆焊点进行堆焊。

4.根据权利要求3所述的工件不规则面的堆焊方法，其特征在于，所述控制所述枪头升降，包括：

通过升降机构控制所述枪头升降。

5.根据权利要求3所述的工件不规则面的堆焊方法，其特征在于，所述控制所述枪头直线平移，包括：

通过平移机构控制所述枪头直线平移。

6.根据权利要求1所述的工件不规则面的堆焊方法，其特征在于，所述控制所述待堆焊工件绕自身回转轴线旋转，包括：

通过旋转机构控制所述待堆焊工件绕自身回转轴线旋转。

7.根据权利要求1所述的工件不规则面的堆焊方法，其特征在于，控制所述待堆焊工件朝向枪头翻转，包括：

通过翻转机构控制所述待堆焊工件朝向枪头翻转。

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