不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，包括：机器人系统、焊接系统、激光跟踪系统、以及机器人行走导轨。在机器人的前端安装焊接系统的焊枪和激光跟踪系统。激光跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置，激光跟踪系统包括电源。机器人控制装置根据激光跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。实现焊接效率和焊接质量提高、劳动强度降低，工件无错边。

【技术实现步骤摘要】
不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置
本技术涉及焊接
，更具体地涉及一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置。
技术介绍
箱体是港机产品的重要组成构件，箱体结构中板片拼板焊接工序是手工FCAW打底、填充和盖面—反面碳弧气刨清根，仍然依赖传统的手工焊接。这种工序存在背面碳弧气刨清根的缺点，这不仅增加了焊接生产周期以及焊材成本，同时还会产生粉尘烟雾、噪声弧光等污染，恶化工人的劳动环境。另外，由于碳弧的热输入较大，易造成构件变形而影响焊接质量。这种制造模式效率低，成本高，质量稳定性差，难以满足日益增长的市场需求。箱体板片拼板制造模式有较大提升空间，可通过工艺革新以及引入自动化设备，实现焊接效率大幅提升，经济效益也可以显著增加。通过探索研究，申请人发现可以利用机器人拼板单面焊双面成型焊接工艺代替人工焊接，这样大幅提升产品的生产效率，降低劳动成本，显著提高生产效益。然而，针对这种新的焊接技术的研发，主要需要解决以下几个难点问题：1.工件装配不等间隙，焊接工艺如何自适应工件不等间隙；2.此装备引用的激光视觉跟踪技术是否可以识别间隙，以及间隙大小为多大时，机器人可以自动调取相适应的焊接工艺参数；3.工件的焊接时，工件是保证无错边，装配时如何保证无错边。目前针对此种技术的研发，在市场和生产上鲜有报道。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，包括：机器人系统、焊接系统、激光视觉跟踪系统、以及机器人行走导轨。其中，机器人系统包括6轴机器人、控制电源、和控制装置；焊接系统包括焊机、焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪、以及清枪剪丝机，焊枪安装在机器人的前端；激光视觉跟踪系统包括激光器和电源，激光视觉跟踪系统设置在机器人的前端，激光视觉跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光视觉跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置；机器人系统的控制装置根据激光视觉跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，控制所述机器人执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。根据本技术的实施例，机器人自动焊接装置还包括工装台，所述不等间隙工件固定在所述工装台上。机器人自动焊接装置还包括设置在滑轨系统上的底座，所述机器人系统和焊接系统固定在所述底座上。所述焊枪通过集成电缆与送丝机及焊机电源相连。焊枪为气保焊焊枪，焊机为气保焊机，所述气保焊焊枪与所述气保焊机相连。送丝机以及焊接电缆固定在机器人上。焊接工艺参数保存在焊接系统的焊机中。工件间隙最小为2.0mm，最大为3.0mm。根据本技术的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置能够实现不等间隙工件的焊缝宽度大小识别并根据焊缝宽度大小而自动调取保存在焊机里的焊接工艺参数进行焊接，执行一套单面焊双面成型的机器人自动化焊接工艺，且不需要采用背面碳弧气刨等工艺。单面焊双面成型的自动化焊接实现了焊接效率的提升、焊接质量的提高、以及人工劳动强度的降低，工件无错边。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图1是本技术的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置的构成示意图，图中1为焊机；2为机器人；3为激光视觉跟踪系统；4为弧焊焊枪；5为工件；6为工装台；图2是图1所示装置的正视图。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术的技术方案进行具体说明。以下在具体实施方式中详细叙述本技术的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本技术相关的目的及优点。本技术主要为一种新型实用的焊接工艺，可以实现V型坡口的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接，该不等间隙工件单面焊接双面成型机器人自动焊接装置具备焊接路径预先示教编程进行规划，激光跟踪间隙判别，机器人对带坡口焊缝宽度自适应过程等功能。装置构成主要包括一台6轴机械手、气保焊焊枪、激光视觉跟踪系统、焊机以及机器人行走导轨机构等。机械手安装在行走导轨机构上面，机械手前端安装有激光视觉跟踪系统和气保焊枪。激光视觉跟踪能够识别工件V型坡口焊缝宽度，进而存储焊缝宽度的大小，并将焊缝宽度大小自动反馈给机械手控制装置。焊枪通过集成电缆与送丝机及焊接电源相连，气保焊焊枪与气保焊机相连。机械手采用快速示教编程技术，实现路径预先定义功能以及不同工件间隙下的焊接工艺参数编辑，以及结合激光视觉跟踪系统功能，机械手控制装置将根据视觉系统识别的焊缝宽度的大小进行反馈，与示教器中编辑好的相应的V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，然后调用相应的焊接工艺参数，可实现不等间隙的焊接工件不同焊接工艺参数焊接，有效解决工件底部不同间隙的背面焊接成形不好的问题，可减少工件焊后清根及翻身等多项工序，大幅提高生产效率。图1示出本技术的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置的构成图，图中1为焊机；2为机器人；3为激光视觉跟踪系统；4为弧焊焊枪；5为工件；6为工装台。图2是图1所示装置的正视图。如图1-2所示，不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置包括：机器人系统、焊接系统、激光视觉跟踪系统、以及机器人行走导轨。其中，机器人系统包括6轴机器人、控制电源、和控制装置；焊接系统包括焊机、焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪、以及清枪剪丝机；激光视觉跟踪系统包括激光器和电源；焊枪安装在机器人的前端；激光视觉跟踪系统设置在机器人的前端，激光视觉跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光视觉跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置；机器人系统的控制装置根据激光视觉跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，控制所述机器人执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。使用本技术的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置执行焊接工艺过程的具体实施流程图如下：开启焊接系统的焊机电源，打开6轴机器人的控制电源，打开激光视觉跟踪系统的电源，将工件安装到工装台上，并进行压紧，手动输入焊接路径，编制不同间隙大小焊接程序，寻找焊缝起始位置，开始焊接，视觉跟踪识别间隙大小，调整相应焊接工艺参数进行焊接。根据本技术实现的不等间隙焊接成型的焊缝成型效果良好，间隙最小为2.0mm，最大为3.0mm。根据本技术的实施例，V型坡口不等间隙的单面焊接双面成型的机器人自动化焊接工艺的相关设备包括机器人系统、焊机电源系统、激光视觉跟踪系统以及外部滑轨系统等。针对V型坡口不等间隙工件的单面焊接双面成型的机器人自动化焊接工艺如下：首先，将机械手安装在带有滑台的导轨上，滑台上固定了一个焊接系统，焊接系统包括焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪，清枪剪丝等设备，其中送丝机以及焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述装置包括：机器人系统、焊接系统、激光视觉跟踪系统、以及机器人行走导轨，其中：所述机器人系统包括6轴机器人、控制电源、和控制装置；所述焊接系统包括焊机、焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪、以及清枪剪丝机，其中焊枪安装在机器人的前端，激光视觉跟踪系统包括激光器和电源，激光视觉跟踪系统设置在机器人的前端，激光视觉跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光视觉跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置，激光视觉跟踪系统包括电源；机器人系统的控制装置根据激光视觉跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，控制所述机器人执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。

【技术特征摘要】
1.一种不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述装置包括：机器人系统、焊接系统、激光视觉跟踪系统、以及机器人行走导轨，其中：所述机器人系统包括6轴机器人、控制电源、和控制装置；所述焊接系统包括焊机、焊机电源、送丝机、焊丝桶、焊枪、以及清枪剪丝机，其中焊枪安装在机器人的前端，激光视觉跟踪系统包括激光器和电源，激光视觉跟踪系统设置在机器人的前端，激光视觉跟踪系统与焊枪设置成一角度以实现实时跟踪定位，激光视觉跟踪系统识别不等间隙工件V型坡口的焊缝宽度并将焊缝宽度自动反馈给机器人系统的控制装置，激光视觉跟踪系统包括电源；机器人系统的控制装置根据激光视觉跟踪系统所识别的焊缝宽度，与焊接路径示教程序中的相应V型坡口焊缝宽度对应的焊接工艺参数进行匹配，调用所匹配的焊接工艺参数，控制所述机器人执行不等间隙工件的不同焊接工艺参数焊接。2.如权利要求1所述的不等间隙工件单面焊接双面成型的机器人自动焊接装置，其特征在于，所述机器人自动焊接装置还包括工装台，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，黄建鹏，贾小磊，钱丹，黄蓉蓉，
申请(专利权)人：上海振华重工电气有限公司，上海振华重工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31