高强钢结构件薄板激光拼焊系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高强钢结构件薄板激光拼焊系统，包括焊接龙门架等；固定压紧装置、移动压紧装置、焊接平台都位于焊接龙门架的下方，固定压紧装置、移动压紧装置分别位于工件焊接平台的两侧，焊接龙门架上设置有横移小车，机器人级激光复合焊接系统固定在横移小车的下方，工件传送装置位于前后焊接料架的侧面，激光防护门套在焊接龙门架上，前后焊接料架位于固定压紧装置的侧下方。本发明专利技术可实现自熔焊、激光填丝焊、激光电弧复合焊等多种焊接方法，焊前可自动寻位，焊接过程中可实现焊缝实时跟踪以及根据坡口间隙和错边的变化实时调整焊接工艺参数，实现焊丝的自适应填充。本发明专利技术示教编程简单，操作方便。

Laser tailor welded system of high strength steel structure sheet

The invention provides a high-strength steel sheet laser welding system, including the Longmen welding rack; fixed clamping device, pressing device, mobile platform are located below the Longmen welding welding frame, pressing device, fixed on both sides of the movable clamping device are respectively arranged on the workpiece welding platform, Longmen welding frame is provided with a sliding car. Robot laser welding system fixed on the bottom of the traversing trolley, workpiece transfer device located in the side of the rack before and after welding, laser welding in the door frame door in Longmen, before and after the welding rack is fixed below the side pressing device. The invention can realize welding and laser welding with filling wire and laser arc welding and other welding methods, welding automatic tracing, the welding process can be realized according to the real-time seam tracking and adjustment of gap and mismatch welding parameters, welding wire to achieve the adaptive filling. The invention has the advantages of simple programming and convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
高强钢结构件薄板激光拼焊系统
本专利技术涉及高精度激光焊接制造
，具体地，涉及一种高强钢结构件薄板激光拼焊系统。
技术介绍
当前激光焊接由于能量密度大，热输入低，焊接变形小，焊接效率高，焊接质量好，在汽车、造船、航空和航天、核电等国民经济的重要领域开始得到广泛的应用和推广。船用结构件的焊缝长，工件属于薄壁构件，目前常规的焊接方法是用电弧焊接方法，弧焊需要加工坡口，需要填充大量的焊丝，由于热输入很大，导致焊后的焊接变形量大，而致焊后的火工校正工作量大，焊缝组织粗化，焊接效率低下，而激光焊接由于能量密度大，热输入低，焊接变形小，焊接效率高，焊接质量好，显然将激光用于船舶结构件的焊接，10mm以下不需要开坡口，焊后的变形量极小，基本不需要火工校正，而焊接速度可达1.1m/min以上，是电弧自动焊的2倍以上，综合效率是原有方法的四倍，焊丝成本和人工成本都大为减少。因此，基于机器人实现船用结构件的激光焊接具有很大的优势。经检索，专利公开号为“CN104174998A”的中国专利技术专利专利技术了一种具有xyz三个轴的数控式激光焊接系统，主要用于汽车零部件的激光拼焊。而专利技术专利CN103100796A的则专利技术了另外一种采用机器人的激光焊接系统及其方法。该专利技术采用了机器人，大大提高了生产效率，但该专利技术并不具备自动跟踪和行为功能，也不具有自适应功能等。经对现有技术文献检索分析，发现专利公开号为CN104174998A的中国专利文献所公开的“激光焊接系统”，该专利技术的针对汽车的某专用部件采用了一种具有x|yz三轴的数控式激光焊接系统，不灵活，也不具有智能寻位及焊缝跟踪功能等，主要用于某汽车零部件的激光拼焊。专利公开号为CN103100796A的中国专利文献所公开的“一种激光焊接系统及其焊接方法”，该专利技术涉及一种汽车用激光拼焊装置和方法，该装置包括机器人及激光焊接头，以及工件夹具，工件夹具和机器人之间保持联动和通信，自动完成激光焊接工程，减少了操作者的劳动强度。但系统不具有焊缝跟踪，也不具有自适应焊接功能。同时也不是针对船用大型构件的激光拼焊发方法。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种高强钢结构件薄板激光拼焊系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，包括焊接龙门架、机器人及激光复合焊接系统、固定压紧装置、移动压紧装置、工件传送装置、激光防护门、焊接平台、前后焊接料架；固定压紧装置、移动压紧装置、焊接平台都位于焊接龙门架的下方，固定压紧装置、移动压紧装置分别位于工件焊接平台的两侧，焊接龙门架上设置有横移小车，机器人级激光复合焊接系统固定在横移小车的下方，工件传送装置位于前后焊接料架的侧面，激光防护门套在焊接龙门架上，前后焊接料架位于固定压紧装置的侧下方。优选地，所述焊接龙门架包括第一立柱、横梁、直线导轨、齿条、横移小车、配重箱、拖链；两个第一立柱分别与横梁的两端固定，横梁上装有平行布置的两根直线导轨和一根齿条，横移小车固定在直线导轨的四个滑块上，由安装在横移小车上的伺服电机通过精密行星减速机和齿轮驱动；在横移小车上方设置有配重箱，拖链位于横梁上方直线导轨的一侧。优选地，所述配置箱的上方设置有送丝装置。优选地，所述机器人及激光复合焊接系统包括焊接机器人、激光加工头、电弧焊枪、用于焊缝实时跟踪的激光视觉传感器，焊接机器人倒挂于横移小车下方，随横移小车在横梁上作精确的横向直线运动，激光加工头、电弧焊枪、用于焊缝实时跟踪的激光视觉传感器都与焊接机器人连接，电弧焊枪通过一个安装支架与激光加工头连接。优选地，所述固定压紧装置、移动压紧装置组成一个工件压紧装置，其中固定压紧装置包括第二立柱、龙门架式横梁、第一压头、第一万向连接球头、第一油缸和烟尘管道，两个第二立柱分别与龙门架式横梁的两端固定，烟尘管道与第二立柱固定，第一压头、第一万向连接球头、第一油缸都安装在龙门架式横梁上；移动压紧装置包括压紧横梁、移动端架、纵向导轨、电机、第二压头、第二万向连接球头、第二油缸和链轮组，两个移动端架分别与压紧横梁固定，纵向导轨与移动端架连接，电机、第二压头、第二万向连接球头、第二油缸都安装在压紧横梁上，链轮组位于移动端架的侧面。优选地，所述工件传送装置包括前工件传送装置、后传送装置、前升降料架、后升降料架、前辊道转动机构、前料架升降机构、后辊道转动机构以及后料架升降机构，前工件传送装置、前升降料架、后升降料架、后传送装置依次排列，前辊道转动机构位于前工件传送装置的侧面，前料架升降机构位于前升降料架的侧面，后料架升降机构位于后升降料架的侧面，后辊道转动机构位于后传送装置的侧面。优选地，所述激光防护门由左右固定防护门和左右移动防护门组成，分别位于焊接龙门架的两侧；在焊接龙门架两端的上方各设有一移门，方便操作人员和维护人员的进出，移门与固定防护门形成一个相对封闭的防护空间，用于防止激光从门架顶侧泄漏；左右两侧的移动防护门可通过设置于固定防护门顶部的卷扬机沿固定防护门内侧的导轨上下升降，当左右两侧的防护门都下降到位时，防护门与焊接龙门架共同形成相对封闭的防护区域，防止焊接时激光束对人体眼睛的伤害；左右两侧防护门下降设有到位装置，上升设有限位信号。优选地，所述焊接平台包括前焊接平台、后焊接平台、平对接定位结构、平对接定位挡块、第一钢珠、焊接平台支架、焊接对中区沟槽，前焊接平台与后焊接平台固定，多个钢珠位于前焊接平台上、后焊接平台上，平对接定位结构位于前焊接平台的侧面上，焊接平台支架固定在前焊接平台的底端、后焊接平台的底端，平对接定位挡块位于焊接对中区沟槽上，焊接对中区沟槽位于前焊接平台与后焊接平台之间。优选地，所述焊接料架包括前焊接料架、后焊接料架、数百颗第二钢珠，前焊接料架、后焊接料架分别位于焊接平台的两侧，第二钢珠位于前焊接料架上、后焊接料架上。优选地，所述焊接龙门架作为整个拼焊系统的框架、机器人级激光复合焊接系统运动的载体，焊接时，通过横移小车上的一个精密伺服电机驱动，带动机器人级激光复合焊接系统沿着横梁精确横向移动，从而实现大构件的焊接过程；机器人级激光复合焊接系统作为第二级运动机构，作小范围的紧密移动，而大范围的机器人移动由焊接龙门架上的横移小车完成；固定压紧装置、移动压紧装置用于压紧工件，保证工件装配的对中度和错边量，以及防止焊接过程中工件的变形；工件传送装置的作用是焊前传输工件到位，焊后将工件移出焊接区；激光防护门的作用是焊接时防止激光泄漏出来；焊接平台的作用左右两侧工件连接的拼焊区，在这儿实现焊接坡口的对中、装配和焊接；前后焊接料架的作用是拼焊工件的放料区，由于拼焊工件整体具有一定的长宽高尺寸，焊接时需要整体放置在整个平台上。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：压紧定位装置采用左右两侧采用八个压紧油缸，提高压紧力，可有效防止焊接过程中的工件变形；焊接平台上设置均布的小滚珠，在无辊道区大大减轻工件输送的摩擦力，便于工件在焊接平台区的输送、移动和焊缝对中；焊接平台区辊道可升降设置，保证了焊接时工件的有效对中和平整度；压紧装置液压油缸的从左至右的依序下降，可防止油缸下降造成拼焊板中间挤出而造成大的错边，影响焊接质量。激光枪上设置保护玻璃清洁度检查，保护气检测等，防止误操作导致激光加工头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，包括焊接龙门架、机器人及激光复合焊接系统、固定压紧装置、移动压紧装置、工件传送装置、激光防护门、焊接平台、前后焊接料架；固定压紧装置、移动压紧装置、焊接平台都位于焊接龙门架的下方，固定压紧装置、移动压紧装置分别位于工件焊接平台的两侧，焊接龙门架上设置有横移小车，机器人级激光复合焊接系统固定在横移小车的下方，工件传送装置位于前后焊接料架的侧面，激光防护门套在焊接龙门架上，前后焊接料架位于固定压紧装置的侧下方。

【技术特征摘要】
1.一种高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，包括焊接龙门架、机器人及激光复合焊接系统、固定压紧装置、移动压紧装置、工件传送装置、激光防护门、焊接平台、前后焊接料架；固定压紧装置、移动压紧装置、焊接平台都位于焊接龙门架的下方，固定压紧装置、移动压紧装置分别位于工件焊接平台的两侧，焊接龙门架上设置有横移小车，机器人级激光复合焊接系统固定在横移小车的下方，工件传送装置位于前后焊接料架的侧面，激光防护门套在焊接龙门架上，前后焊接料架位于固定压紧装置的侧下方。2.根据权利要求1所述的高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，所述焊接龙门架包括第一立柱、横梁、直线导轨、齿条、横移小车、配重箱、拖链；两个第一立柱分别与横梁的两端固定，横梁上装有平行布置的两根直线导轨和一根齿条，横移小车固定在直线导轨的四个滑块上，由安装在横移小车上的伺服电机通过精密行星减速机和齿轮驱动；在横移小车上方设置有配重箱，拖链位于横梁上方直线导轨的一侧。3.根据权利要求2所述的高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，所述配置箱的上方设置有送丝装置。4.根据权利要求2所述的高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，所述机器人及激光复合焊接系统包括焊接机器人、激光加工头、电弧焊枪、用于焊缝实时跟踪的激光视觉传感器，焊接机器人倒挂于横移小车下方，随横移小车在横梁上作精确的横向直线运动，激光加工头、电弧焊枪、用于焊缝实时跟踪的激光视觉传感器都与焊接机器人连接，电弧焊枪通过一个安装支架与激光加工头连接。5.根据权利要求1所述的高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，所述固定压紧装置、移动压紧装置组成一个工件压紧装置，其中固定压紧装置包括第二立柱、龙门架式横梁、第一压头、第一万向连接球头、第一油缸和烟尘管道，两个第二立柱分别与龙门架式横梁的两端固定，烟尘管道与第二立柱固定，第一压头、第一万向连接球头、第一油缸都安装在龙门架式横梁上；移动压紧装置包括压紧横梁、移动端架、纵向导轨、电机、第二压头、第二万向连接球头、第二油缸和链轮组，两个移动端架分别与压紧横梁固定，纵向导轨与移动端架连接，电机、第二压头、第二万向连接球头、第二油缸都安装在压紧横梁上，链轮组位于移动端架的侧面。6.根据权利要求1所述的高强钢结构件薄板激光拼焊系统，其特征在于，所述工件传送装置包括前工件传送装置、后传送装置、前升降料架、后升降料架、前辊道转动机构、前料架升降机构、后辊道转动机构以及后料架升降机构，前工件传送装置、前升降料架、后升降...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珂，王欢，钱正龙，唐新华，刘鹏，黄坚，林家斌，候从容，
申请(专利权)人：上海交通大学，沪东中华造船集团有限公司，上海船舶工艺研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31