用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，其特征在于：智能焊接系统包括焊接装置、与焊接装置相连的数字化焊接电源和控制系统；焊接装置包括导轨，和设在导轨上的焊接机器人系统，控制系统连接有一人机交互系统，所述的人机交互系统对焊接机器人系统进行控制；焊接机器人系统包括机械手臂，机械手臂连接有激光扫面件和焊枪装置。本实用信息的焊接机器人系统，启动后，全程无需人工干预，针对结构的装配精度、摆放位置要求较低，且整个系统拆装、吊运方便，可解决船厂工件较大、不易移动的现状。

Intelligent welding system for ship frame structure robot

The utility model relates to a welding system for intelligent ship plate frame structure of the robot, which is characterized in that: the intelligent welding system comprises a welding device and welding device connected to the digital welding power supply and control system; welding device comprises a guide rail, and a rail welding robot system, control system is a man-machine interactive system connection. The man-machine interactive system to control the welding robot system; welding robot system consists of mechanical arm, a mechanical arm is connected with a laser scanning device and welding torch. The utility of the welding robot information system, after the start of the whole, without manual intervention, the assembly accuracy and structure position is low, and the whole system of disassembly, lifting and convenient, can solve the shipyard the workpiece is larger and not easy to move the situation.

【技术实现步骤摘要】
用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统
本实用信息涉及船舶设备的
，具体地说是一种用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，尤其涉及一种用于船舶中组立板架结构格子间的焊接机器人智能焊接系统。
技术介绍
作为世界造船大国，中国目前的船舶产量稳居世界前三，但是从造船技术上，还落后于西方发达国家，绝大部分工序需要大量的劳动力。随着工业4.0和中国制造2025的提出，造船业要大力向自动化、智能化方面发展。在船舶制造中，焊接占据着重要位置，工作量及成本均占到船体建造的30%-40%。针对长直焊缝，比如在一些拼板、小组立等工序，大量船厂已经采用焊接专机等自动化设备，但对于分段舱室等中组立结构，存在着焊缝短、结构形式多样等特点，不适合采用焊接专机等自动化设备，目前还是全部采用手工焊的方式进行。西方发达造船国家，针对船舶舱室等复杂结构，已经采用焊接机器人等智能化设备，国内船厂在此方向，还处于研发阶段，没有应用实际案例。机器人由于其节约成本、提高效率、保证质量、可重复性高等特点，已在制造业中得到广泛应用。传统机器人采用示教、离线编程等方式进行焊接路径的确定，适用于产品较小、批量大、装配精准等行业，例如汽车、零部件等，但船舶行业有自己的特点。以本实用信息为例，船舶板架结构是船舶舱室的典型结构，其中焊缝结构形式多样，量小品多，焊缝短小，且船厂装配精度不高，即使相同结构也有偏差，所以传统机器人的示教方式不仅操作工作量巨大，且效率低下，显然不适合船舶行业。
技术实现思路
本实用信息的目的在于提供一种改进的用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，它可克服现有技术中精度差、效率低下的一些不足。为了实现上述目的，本实用信息的技术方案是：用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，其特征在于：所述的智能焊接系统包括焊接装置、与焊接装置相连的数字化焊接电源和控制系统；所述的焊接装置包括导轨，和设在导轨上的焊接机器人系统，控制系统连接有一人机交互系统，所述的人机交互系统对焊接机器人系统进行控制；所述的焊接机器人系统包括机械手臂，机械手臂连接有激光扫面件和焊枪装置。进一步，所述的导轨设置于导轨机架上，导轨机架上设有焊接装置底座，焊接装置底座设有导向轮，焊接装置通过导向轮可在导轨机架上滑动；焊接装置底座上设有焊接送丝装置和清枪剪丝设备。使用时本实用信息的焊接机器人系统是专门针对船舶中组立板架结构，本实用信息的焊接机器人系统启动后，全程无需人工干预，在机器人结束一个单元的工作后，会通过导轨自动移至下一个单元进行工作。针对结构的装配精度、摆放位置要求较低，且整个系统拆装、吊运方便，可解决船厂工件较大、不易移动的现状。附图说明图1为本实用信息一实施例的结构示意图。图2为本实用信息的导轨结构示意图。图3为本实用信息的智能焊接系统所需要焊接板材的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本实用信息作进一步的描述。各附图的标示表示如下：1焊枪装置、2激光扫描件、3机械手臂、4清枪剪丝设备、5导轨、6焊接送丝装置、7数字化焊接电源、8控制系统、9人机交互系统、10底板、11肋板、12补板、13过焊孔、14纵骨。本实用信息所述的用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，其与现有技术的区别在于：所述的智能焊接系统包括焊接装置、与焊接装置相连的数字化焊接电源和控制系统；所述的焊接装置包括导轨，和设在导轨上的焊接机器人系统，控制系统连接有一人机交互系统，所述的人机交互系统对焊接机器人系统进行控制；所述的焊接机器人系统包括机械手臂，机械手臂连接有激光扫面件和焊枪装置。可选的，所述的导轨设置于导轨机架上，导轨机架上设有焊接装置底座，焊接装置底座设有导向轮，焊接装置通过导向轮可在导轨机架上滑动；焊接装置底座上设有焊接送丝装置和清枪剪丝设备。进一步，所述的导轨由纵向导轨条和横向导轨条连接而成，纵向导轨条与横向导轨条的连接处设有凸起接触条，所述的凸起接触条为导轨限位装置，整个轨道呈长方形，在轨道的两端部和中部设有边界卡位件，所述的边界卡位件共有六块，两两为一组，分别设置于轨道的两端和中部，边界卡位件设置于轨道的下方，每块边界卡位件由一块底板和设在底板上的凸起的卡条构成，卡条与导轨之间的距离为10-35mm，卡条为电磁铁，上述结构可以精确控制焊接机器人在导轨上的行走、停止和转向运动。在一个实施例中，焊接装置底座上设有支撑臂，所述的机械手臂与支撑臂之间为可转动连接，机械手臂上设有轴法兰盘，所述的焊枪装置和激光扫描件均设置在轴法兰盘上，所述的激光扫描件设置于焊枪装置的下方。进一步的，支撑臂上设有焊接送丝装置，焊枪装置与机械手臂之间也为可转动连接，焊枪装置上设有焊枪。具体来说，将整个智能焊接系统落位至需要焊接的位置上，通过人机交互系统，采用一键式启动方式开始工作。机械手臂带动安装在其靠前部位的激光扫描系统沿特定轨迹进行运动并收集收据，激光扫描系统将收集到的数据（焊缝位置特征点）传输至控制系统，控制系统将得到的数据与预设数据进行对比、计算，得出差值（偏差量），随即重新进行焊接轨迹规划并换算成机械手臂的移动数据，且将数据反馈至机械手臂，机械手臂根据最终得到的数据进行运动。焊接系统与机械手臂协同工作，当机械手臂分别到达焊缝起止位置时，焊接系统自动执行起收弧程序。当一个焊接单元工作结束时，机械手臂自动执行清枪剪丝程序完成清枪剪丝，并通过导轨自动移至下一个焊接单元继续工作。首先，根据焊接结构形式，规划焊缝信息采集位置，并根据激光扫描器的扫描范围，编制相应的机械手臂运动轨迹，使其带动激光扫描器扫描焊缝信息采集位置，同时，根据同样的焊接结构形式，编制相应的机械手臂焊接轨迹。其次，激光扫描器固定在机械手臂轴法兰盘上，与同样固定在机械手臂轴法兰盘上的焊枪形成固定空间几何关系，并在控制系统中建立此关系模型。在工作过程中，激光扫描器完成扫描后，将焊缝实际位置信息传输至控制系统，根据激光扫描器与焊枪的空间位置关系模型，结合已编制好的机械手臂焊接轨迹，系统自动调整机械手臂实际焊接位置偏差量，并开始焊接。因此，本实用信息具有如下优点：采用上述焊接机器人系统，所述激光扫描系统通过自动扫描，能够收集焊缝信息，并传输至控制系统，控制系统对收集到的信息进行运算，并传输至机器手臂，使其按照实际焊缝轨迹进行焊接，全程无需人工干预。采用上述焊接机器人系统，可通过人机交互系统对机器人进行控制，包括启动、控制、参数调整、实时监控。采用上述焊接机器人系统，可根据实际情况，通过清枪剪丝设备，自动或手动进行清枪剪丝。采用上述焊接机器人系统，在机器人结束一个单元的工作后，会通过导轨自动移至下一个单元进行工作。采用上述焊接机器人系统，工件摆放无需固定、机器人系统落位无需特别精准、工件装配精度需求不高。本实用信息与现有技术相比，具有明显的优势。本实用信息的焊接机器人系统，启动后，全程无需人工干预，针对结构的装配精度、摆放位置要求较低，且整个系统拆装、吊运方便，可解决船厂工件较大、不易移动的现状。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用信息所作的进一步详细说明，不能认定本实用信息具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用信息所属
的普通技术人员来说，在不脱离本实用信息构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，其特征在于：所述的智能焊接系统包括焊接装置、与焊接装置相连的数字化焊接电源和控制系统；所述的焊接装置包括导轨，和设在导轨上的焊接机器人系统，控制系统连接有一人机交互系统，所述的人机交互系统对焊接机器人系统进行控制；所述的焊接机器人系统包括机械手臂，机械手臂连接有激光扫面件和焊枪装置。

【技术特征摘要】
1.用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，其特征在于：所述的智能焊接系统包括焊接装置、与焊接装置相连的数字化焊接电源和控制系统；所述的焊接装置包括导轨，和设在导轨上的焊接机器人系统，控制系统连接有一人机交互系统，所述的人机交互系统对焊接机器人系统进行控制；所述的焊接机器人系统包括机械手臂，机械手臂连接有激光扫面件和焊枪装置。2.根据权利要求1所述的用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统，其特征在于：所述的导轨设置于导轨机架上，导轨机架上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑惠锦，甘露，杨帅，兰玲，朱国斌，王高飞，阎璐，宋金英，吴文烈，
申请(专利权)人：上海船舶工艺研究所，上海中船临港船舶装备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31