使用两个机器人的混合激光焊接系统和方法技术方案

焊接系统包括两个操纵器和控制器。第一操纵器具有接头检测装置和通常是激光型的第一焊接装置，而第二操纵器具有通常是电弧焊接型的第二焊接装置。接头检测装置用于读取沿着焊接接头的焊接接头特性。控制器基于预定的焊接轨迹且基于由所述接头检测装置读取的焊接接头特性来确定校正轨迹。该校正轨迹以第一时延传输到第一操纵器且以第二时延传输到第二操纵器。第二时延是接头检测装置与第二焊接装置之间的距离的函数。还公开了一种相应的用于沿着焊接接头焊接部件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年3月17日提交的、名称为“HybridLaserWeldingSystemandMethodUsingTwoRobots(使用两个机器人的混合激光焊接系统和方法)”的美国临时专利申请No.61/953,996的优先权，该申请公开的全文通过引用方式并入本文。
本专利技术一般涉及焊接系统和焊接方法领域。更具体地，本专利技术涉及使用两个机器人的混合激光焊接系统和方法。
技术介绍
自动混合激光/电弧焊接典型地使用激光焊接装置与常规的电弧焊接装置相结合。激光焊接装置和电弧焊接装置二者一起安装到机器人上。激光瞄准到要焊接的部件并且激光在电弧跟随的同时基本上围绕焊接接头进行熔化，用新材料填充间隙。该布置存在一些缺陷。事实上，由于激光焊接装置和电弧焊接装置二者的组件的尺寸，难以触及焊接组件的内角。而且，当进一步将接头检测装置添加到焊机头上时，接头检测装置、激光焊接装置和电弧焊接装置的固定安装使得不可能精确地跟随曲线，无论是内部还是外部，因为三个装置固定地排布。因此，对于提供改进可触及性的改进的混合激光焊接系统存在需求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种克服或减轻了已知的激光焊接系统和方法的一个或多个缺点的混合激光焊接系统和方法或者至少提供了有用替代方案。根据实施例，提供了一种焊接系统，包括分别具有第一焊机头和第二焊机头的第一操纵器和第二操纵器以及控制器。与所述第一操纵器连接的第一焊机头具有接头检测装置和第一焊接装置。接头检测装置用于沿着焊接接头读取焊接接头特性，诸如接头类型或要焊接的部件之间的间隙。与第二操纵器连接的第二焊机头配备有第二焊接装置。该控制器与第一操纵器和第二操纵器通信且与接头检测装置通信。控制器基于预定焊接轨迹且基于接头检测装置所读取的焊接接头特性来确定校正轨迹。该控制器以第一时延将校正轨迹传送到第一操纵器且以第二时延将校正轨迹传送到第二操纵器。第二时延是接头检测装置与第二焊接装置之间的距离的函数。在操作中，控制器用于使得接头检测装置跟随预定轨迹并且使得第一焊接装置和第二焊接装置跟随校正轨迹。典型地，第二时延长于第一时延。控制器适于电子地存储预定焊接轨迹。而且，该控制器确定第二时延，使得在操作中，所述第一焊接装置和所述第二焊接装置各自具有彼此相距预定距离定位的作用点。第一校正轨迹可以进一步基于第一焊接装置的特性。类似地，第二校正轨迹可以进一步基于第二焊接装置的特性。由于第一焊接装置通常是激光型的，而第二焊接装置通常是电极型的，所以第一焊接装置的特性不同于第二焊接装置的特性。任选地，第一焊机头可以包括枢轴，第一焊接装置安装到所述枢轴上，使得第一焊接装置可以相对于接头检测装置枢转。根据另一实施例，提供了一种沿着焊接接头焊接部件的方法。该方法包括：通过沿着校正轨迹移动第一焊接装置且通过在时延后沿着校正轨迹移动第二焊接装置，利用两个独立的操纵器来独立地控制第一焊接装置和第二焊接装置。该校正轨迹基于预定焊接轨迹且基于接头检测装置所检测到的焊接接头特性。时延是接头检测装置与第二焊接装置之间的距离的函数。根据又一实施例，提供了一种沿着焊接接头焊接部件的方法。该方法包括：a.沿着预定焊接轨迹操纵所述接头检测装置；b.利用接头检测装置来检测焊接接头特性；c.基于预定轨迹且基于检测到的焊接接头特性来确定校正轨迹；d.利用第一操纵器来沿着校正轨迹操纵第一焊接装置。第一焊接装置的操纵发生在第一时延后，该第一时延是接头检测装置与第一焊接装置之间的距离的函数；以及e.利用第二操纵器沿着校正轨迹操纵第二焊接装置。第二焊接装置的操纵发生在第二时延后，该第二时延是接头检测装置与第二焊接装置之间的距离的函数。在该方法中，第二时延长于第一时延，使得第二焊接装置跟随第一焊接装置。该方法还可以包括：评估第一焊接装置与第二焊接装置之间的距离。该评估可以是在规则时间间隔或者第一焊接装置所行进的规则距离间隔处进行的。第一焊接装置的操纵可以基于第一焊接装置的特性，而第二焊接装置的操纵可以基于第二焊接装置的特性。第一焊接装置的特性可以不同于第二焊接装置的特性，这是因为典型地，第一焊接装置是激光器，第二焊接装置是电弧焊接装置。任选地，该方法还可以包括相对于接头检测装置枢转第一焊接装置。附图说明参考附图通过下面的说明将更清楚理解本专利技术的这些特征以及其它特征，在附图中：图1是根据实施例的焊接系统的等距视图；图2是图1的焊接系统的第一焊机头的细节的等距视图；图3是图1的焊接系统的不同元件之间的通信系统的示意图；图4是根据实施例的在第一焊机头和第二焊机头定位在焊接接头起始点时第一焊机头和第二焊机头的示意图；图5是在第一焊机头和第二焊机头沿着图4的焊接接头定位时第一焊机头和第二焊机头的示意图；图6是发送到图1的焊接系统的操纵器中的轨迹的示意图。图7是控制器控制图1的焊接系统的操纵器所跟随的过程的流程图。具体实施方式本专利技术涉及使用两个机器人的自适应混合激光/电弧焊接系统和方法，两个单独的焊机头安装到两个机器人上。接头检测装置安装到一个焊机头上从而读取焊接接头特性。控制器使用焊接接头特性的读数来校正预定焊接轨迹并且将信息发送给两个机器人中的至少一个机器人。该混合激光/电弧焊接系统在保持焊接系统的实时适应性的同时，允许触及通常难以触及的焊接区域并且允许跟随利用如下系统通常不能跟随的焊接路径：在该系统中两个焊机头安装到单个机器人上。图1描绘了焊接系统10。焊接系统10包括第一操纵器12和第二操纵器14。第一操纵器12和第二操纵器14中的每一个分别配备有第一焊机头16和第二焊机头18。控制器20与第一操纵器12和第二操纵器14通信。第一操纵器12和第二操纵器14典型地是诸如类似于Kuka(库卡)或Fanuc(发那科)等公司制造的工业机器人且是本领域公知的。安装到第一操纵器12上的第一焊机头16配备有诸如激光、等离子体或电子束类型等高能焊接类型的第一焊接装置22。第一焊接装置22的作用是沿着焊接接头26熔化要焊接的部件30的材料。第一焊机头16还包括接头检测装置24。任选地，第一焊机头16还可以包括枢轴28，第一焊接装置22安装到枢轴上以使第一焊接装置22可以相对于接头检测装置24独立地枢转。这允许更好地沿着焊接接头26触及要焊接的部件30的材料。该布置的细节还示于图2中。与第二操纵器14连接的第二焊机头18配备有第二焊接装置32。第二焊接装置32典型的是诸如GMAW、GTAW、PAW、SMAW或任何其它本领域公知的电极类型等电极类型。第二焊接装置32的作用是将填充材料33添加到形成在要焊接的部件30之间的焊池中。现在同时参考图3。现在将说明元件之间的不同的通信连接。可设想的是，这些连接可以是有线或无线的，尽管如此在附图中以元件之间的线来示意性地表示。控制器20与第一操纵器12连接以控制第一操纵器12移动，并且因此控制第一焊机头16、第一焊接装置22和接头检测装置24的移动。控制器20还连接到接头检测装置24以及第一焊接装置22从而控制并获得来自这些装置的诸如焊接接头特性等反馈和信息。控制器20具有电子地存储在其存储器中的焊接接头轨迹的预定表示。任选地，可以远程地存储该预定焊接轨迹34，且控制器20通过诸如USB、远程设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接系统，包括：第一操纵器；第一焊机头，所述第一焊机头连接到所述第一操纵器，所述第一焊机头还具有：接头检测装置，所述接头检测装置用来读取沿着焊接接头的焊接接头特性；第一焊接装置；第二操纵器；第二焊机头，所述第二焊机头连接到所述第二操纵器，所述第二焊机头还具有第二焊接装置；以及控制器，所述控制器与所述第一操纵器通信，与所述第二操纵器通信且与所述接头检测装置通信，所述控制器用来基于预定焊接轨迹且基于由所述接头检测装置读取的所述焊接接头特性来确定校正轨迹，所述控制器进一步用来以第一时延将所述校正轨迹传送到所述第一操纵器并以第二时延将所述校正轨迹传送到所述第二操纵器，所述第二时延是所述接头检测装置与所述第二焊接装置之间的距离的函数；其中，在操作中，所述控制器用来使得所述接头检测装置跟随所述预定轨迹并且使得所述第一焊接装置和所述第二焊接装置跟随所述校正轨迹。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.17 US 61/953,9961.一种焊接系统，包括：第一操纵器；第一焊机头，所述第一焊机头连接到所述第一操纵器，所述第一焊机头还具有：接头检测装置，所述接头检测装置用来读取沿着焊接接头的焊接接头特性；第一焊接装置；第二操纵器；第二焊机头，所述第二焊机头连接到所述第二操纵器，所述第二焊机头还具有第二焊接装置；以及控制器，所述控制器与所述第一操纵器通信，与所述第二操纵器通信且与所述接头检测装置通信，所述控制器用来基于预定焊接轨迹且基于由所述接头检测装置读取的所述焊接接头特性来确定校正轨迹，所述控制器进一步用来以第一时延将所述校正轨迹传送到所述第一操纵器并以第二时延将所述校正轨迹传送到所述第二操纵器，所述第二时延是所述接头检测装置与所述第二焊接装置之间的距离的函数；其中，在操作中，所述控制器用来使得所述接头检测装置跟随所述预定轨迹并且使得所述第一焊接装置和所述第二焊接装置跟随所述校正轨迹。2.根据权利要求1所述的焊接系统，其中所述控制器适于电子地存储所述预定焊接轨迹。3.根据权利要求2所述的焊接系统，其中所述控制器用来确定所述第二时延，使得在操作中所述第一焊接装置和所述第二焊接装置各自具有彼此相距预定距离定位的作用点。4.根据权利要求3所述的焊接系统，其中所述第一校正轨迹进一步基于所述第一焊接装置的特性，而所述第二校正轨迹进一步基于所述第二焊接装置的特性。5.根据权利要求4所述的焊接系统，其中所述第一焊接装置的所述特性不同于所述第二焊接装置的所述特性。6.根据权利要求1至5中任一项所述的焊接系统，其中所述第一焊接装置是激光型的，并且所述第二焊接装置是电极型的。7.根据权利要求1至6中任一项所述的焊接系统，其中所述焊接接头特性包括接头类型和要焊接的部件之间的间隙中的至少一项。8.根据权利要求1所述的焊接系统，其中所述第一焊机头包括枢轴，所述第一焊接装置安装到所述枢轴上，使得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里奥·勒高特，
申请(专利权)人：勃姆巴迪尔运输有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE