一种异形重磅板机器人自动化焊接方法技术

本发明专利技术揭示了一种异形重磅板机器人自动化焊接方法，涉及异形重磅板焊接技术领域，包括来料、装配、上下料、正面焊接、翻身、反面焊接、检验修补、缓存等步骤。本发明专利技术异形重磅板机器人自动化焊接方法，利用基于视觉技术自主规划的自动化焊接方法，优化生产制作工艺，重新规划工位配备及布局，在各工序按生产需要配有不同的生产工艺，实现了吊耳重磅板按工艺流程顺畅生产作业，大大提高了生产能力，并为后续制作奠定良好的基础。

An automatic welding method for robot with special heavy plate

The invention discloses an automatic welding method for heavy weight plate robot, which involves the field of heavy weight plate welding, including material, assembly, upper and lower material, front welding, turn over, reverse side welding, inspection repair, caching and so on. The automatic welding method of the profiled heavy plate robot is used to optimize the production process by using the automatic welding method based on the independent planning of visual technology, replanning the work position and layout, and with different production processes in each process according to the production needs, realizing the smooth production operation of the heavy ear heavy plate according to the process flow. It has greatly improved the production capacity and laid a good foundation for subsequent production.

【技术实现步骤摘要】
一种异形重磅板机器人自动化焊接方法
本专利技术涉及异形重磅板焊接
，更具体地指一种异形重磅板机器人自动化焊接方法。
技术介绍
岸桥产品结构类型复杂，种类数量多，生产及拼装过程有很多的起重及绑扎作业，导致岸桥结构中有较多类型形状的吊耳重磅板，并且为了保证吊耳机械强度，大部分吊耳的重磅板开设有不同深度的坡口，不同于其他重工机械行业使用类型。吊耳其重磅板结构虽具有很大的相似性，但传统生产方式仍是小作坊式生产，完全依赖传统手工制作，其流程如下：行车起重、人工装配、人工焊接、行车翻身、人工焊后打磨，生产工艺落后，需要大量人工来保证生产进度，人工成本高，焊接质量差，急需利用自动化设备来减人增效，提升质量；但由于其焊缝类型为带坡口的角焊缝，传统的机器人跟踪示教技术效率低下，制作进度无法满足生产需求。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本专利技术的目的旨在为满足起重机吊耳重磅板拼装、焊接自动化和高效率的要求，提供一种异形重磅板机器人自动化焊接方法，利用基于视觉技术自主规划的自动化焊接方法，优化生产制作工艺，重新规划工位配备及布局，在各工序按生产需要配有不同的生产工艺，通过自动上下料工艺、焊缝全自动焊接工艺、自动180°翻身工艺等，实现了吊耳重磅板按工艺流程顺畅生产作业，大大提高了生产能力，并为后续制作奠定良好的基础。(二)技术方案一种异形重磅板机器人自动化焊接方法，包括以下步骤：S1、来料：重磅板来料后放置在数控来料区储存，并在此区域检查来料的质量；S2、装配：坡口质量合格后进行重磅板组件的装配工作，装配在装配工作平台上进行，平台上有与焊接平台相同大小的吊篮工装，重磅板组件在吊篮内装配；S3、上下料：装配完成后吊篮整体吊装至进料缓存区，实现多个重磅板组件同时进行上下料；S4、正面焊接：利用焊接机器人通过图像拍照和激光识别跟踪技术，先整体进行自主图像拍照，对多个不同类型重磅板组件进行轮廓识别和粗定位，然后利用焊接机头上的激光视觉系统自动精确定位轮廓，识别重磅板的厚度和坡口信息，自动确定实际运动轨迹及焊接顺序，调用数据库中合适的焊接工艺，自动进行多层多道焊缝的自动焊接；S5、翻身：采用自动抓取装置将吊耳从焊接平台转移至自动翻身装置，由自动翻身装置完成重磅板组件的自动翻身；S6、反面焊接：待单个焊接平台上重磅板组件翻身完成后，焊接机器人继续利用图像拍照和激光识别跟踪技术进行重磅板组件的反面焊接；S7、检验修补：焊接完成的重磅板组件全部移至检验修补区，对重磅板组件进行100％VT和100％MT检验，并在此区域进行少量的修补工作；S8、缓存：待检验修补工作完成后，吊耳集中摆放在缓存区，进入下一道工序。根据本专利技术的一实施例，所述步骤S1重磅板外形尺寸误差范围是±5mm。根据本专利技术的一实施例，所述步骤S1重磅板圆度公差范围是±3mm，重磅板直径公差范围是±5mm。根据本专利技术的一实施例，所述步骤S1重磅板切割垂直度偏差范围是±3°，坡口角度公差范围是±5°，坡口深度公差范围是±2mm。根据本专利技术的一实施例，所述步骤S2装配间隙公差范围是±3mm，组对点焊大小≤5mm，待焊区打磨不能过于光亮。根据本专利技术的一实施例，所述步骤S7检验修补要求焊缝成形均匀、美观无表面缺陷，VT合格率≥99.9％，焊缝余高≤3mm。根据本专利技术的一实施例，所述步骤S7检验修补焊缝探伤要求100％MT。(三)有益效果采用了本专利技术的技术方案，异形重磅板机器人自动化焊接方法，利用基于视觉技术自主规划的自动化焊接方法，优化生产制作工艺，重新规划工位配备及布局，在各工序按生产需要配有不同的生产工艺，实现了吊耳重磅板按工艺流程顺畅生产作业，大大提高了生产能力，并为后续制作奠定良好的基础；该工艺有以下优点：1)自动上下料系统采用电磁吸盘集中进行上下料，替代传统行车吊装的作业方式，减少人员上下料干预时间；2)焊接采用视觉技术自主识别重磅板类型尺寸信息，定位焊缝，实现自主寻找焊缝位置，自动识别坡口信息，并完成自主编排多层多道焊路径，重磅板组件随意摆放在工作台上不需任何工装夹具、不需焊前示教即可实现不同类型吊耳的连续自动焊接；3)根据产能要求合理规划工位布局，设计双工位交替作业，提升整体效率；4)吊耳的翻身采用翻转板油缸驱动，优化了吊耳翻身工艺，同时极大降低此工序的人工工时，而且安全系数高。附图说明在本专利技术中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1是异形重磅板机器人自动化焊接工作站结构图；图2是本专利技术流程图；附图标记说明：1、数控来料区；2、吊耳装配区；3、出料缓存区①；4、进料缓存区②；5、焊接工位①；6、焊接机器人；7、自动抓取装置；8、自动翻身装置；9、焊接工位②；10、进料缓存区③；11、出料缓存区④；12、修补检验区；13、缓存区。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。结合图1，异形重磅板机器人自动化焊接工作站主要由八部分组成：数控来料区1：此工位设置专门用于重磅板组件来料的转运框，来料后可直接将组件材料及转运框按位置摆放在指定区域，不需再次装卸料并且转运框可重复使用。吊耳装配区2：此区域设置两个装配工作平台，平台上有与焊接平台相同大小的吊篮工装，重磅板组件在吊篮内装配，装配完成后吊篮整体吊装至进料缓存区②和进料缓存区③，实现多个重磅板组件同时进行上下料，减少吊装作业时间。出料缓存区3、11、13：出料缓存区在机器人焊接工位两边各设置一个工位，实现两个机器人焊接工位的出料需求。进料缓存区4、10：进料缓存区在机器人焊接工位两边各设置一个工位，实现两个机器人焊接工位的进料需求。焊接工位5、9：此工位共设置两个焊接工位与一个焊接机器人搭配，一个焊接工位进行焊接作业时，另一个焊接工位进行重磅板组件的上下料，两个工位交替进行，实现机器人不间断进行连续焊接作业。焊接机器人6：焊接机器人采用龙门结构形式，安装有全范围识别摄像机，对每个焊接平台上的工件整体拍照识别，配备有图像识及激光识别跟踪技术，由相机拍摄焊接工位上构件，识别构件类型、尺寸信息及粗定位，并自动规划机头运动轨迹，然后利用焊接机头上的激光视觉采集装置自动识别重磅板的坡口信息，自动调用相应工艺参数，实现重磅板带坡口焊缝的多层多道焊的连续自动焊接。自动抓取装置7：自动抓取装置为小龙门结构形式，配备有电磁吸盘协助进行重磅板组件的自动抓取搬运，最大抓取重量为800Kg。自动翻身装置8：翻身装置由翻转板油缸驱动，翻转作业时，右侧翻转板带动重磅板组件翻转80°,左侧翻转板先翻起100°，左右翻转板夹住构件同时翻转向左翻转120°，左右翻转板各自复位，完成工件180°翻身。修补检验区12：焊接完成的重磅板组件全部移至检验修补区，对重磅板组件进行检验。吊耳重磅板工件其主要分为三种结构类型：圆形重磅板、圆缺重磅板、椭圆重磅板，工件为12mm～30mm厚的普通Q345强度级别板材。焊缝形式为有常规角焊缝和坡口角焊缝，其中坡口角焊缝的坡口大小在6～24mm之间，坡口角度为45°。其尺寸范围见表1。表1重磅板尺寸范围名称尺寸范围重磅板厚度T110mm～60mm耳板厚度T220mm～60mm耳板外形长L200mm～1800mm耳板外形宽W200mm～1000mm结合图2，异形重磅板机器人自动化焊接方法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异形重磅板机器人自动化焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、来料：重磅板来料后放置在数控来料区储存，并在此区域检查来料的质量；S2、装配：坡口质量合格后进行重磅板组件的装配工作，装配在装配工作平台上进行，平台上有与焊接平台相同大小的吊篮工装，重磅板组件在吊篮内装配；S3、上下料：装配完成后吊篮整体吊装至进料缓存区，实现多个重磅板组件同时进行上下料；S4、正面焊接：利用焊接机器人通过图像拍照和激光识别跟踪技术，先整体进行自主图像拍照，对多个不同类型重磅板组件进行轮廓识别和粗定位，然后利用焊接机头上的激光视觉系统自动精确定位轮廓，识别重磅板的厚度和坡口信息，自动确定实际运动轨迹及焊接顺序，调用数据库中合适的焊接工艺，自动进行多层多道焊缝的自动焊接；S5、翻身：采用自动抓取装置将吊耳从焊接平台转移至自动翻身装置，由自动翻身装置完成重磅板组件的自动翻身；S6、反面焊接：待单个焊接平台上重磅板组件翻身完成后，焊接机器人继续利用图像拍照和激光识别跟踪技术进行重磅板组件的反面焊接；S7、检验修补：焊接完成的重磅板组件全部移至检验修补区，对重磅板组件进行100％VT和100％MT检验，并在此区域进行少量的修补工作；S8、缓存：待检验修补工作完成后，吊耳集中摆放在缓存区，进入下一道工序。...

【技术特征摘要】
1.一种异形重磅板机器人自动化焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、来料：重磅板来料后放置在数控来料区储存，并在此区域检查来料的质量；S2、装配：坡口质量合格后进行重磅板组件的装配工作，装配在装配工作平台上进行，平台上有与焊接平台相同大小的吊篮工装，重磅板组件在吊篮内装配；S3、上下料：装配完成后吊篮整体吊装至进料缓存区，实现多个重磅板组件同时进行上下料；S4、正面焊接：利用焊接机器人通过图像拍照和激光识别跟踪技术，先整体进行自主图像拍照，对多个不同类型重磅板组件进行轮廓识别和粗定位，然后利用焊接机头上的激光视觉系统自动精确定位轮廓，识别重磅板的厚度和坡口信息，自动确定实际运动轨迹及焊接顺序，调用数据库中合适的焊接工艺，自动进行多层多道焊缝的自动焊接；S5、翻身：采用自动抓取装置将吊耳从焊接平台转移至自动翻身装置，由自动翻身装置完成重磅板组件的自动翻身；S6、反面焊接：待单个焊接平台上重磅板组件翻身完成后，焊接机器人继续利用图像拍照和激光识别跟踪技术进行重磅板组件的反面焊接；S7、检验修补：焊接完成的重磅板组件全部移至检验修补区，对重磅板组件进行100％VT和10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华军，付俊，朱华，魏亮，高丽彬，徐建中，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31