一种双机器人焊接系统及其焊接方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双机器人焊接系统及其焊接方法，该焊接系统包括基座、桁架组件、埋弧焊焊接机构、氩弧焊焊接机构、工件安装组件和控制柜，所述桁架组件固设在基座上，包括桁架X轴、设置于桁架X轴两端的桁架Y轴和桁架Z轴；所述埋弧焊焊接机构位于桁架X轴的一端，用于实现埋弧焊焊接；所述氩弧焊焊接机构位于桁架X轴的另一端，用于实现氩弧焊焊接；被焊工件安装在所述工件安装组件上，可实现旋转变位；所述控制柜分别与工件安装组件、埋弧焊焊接机构和氩弧焊焊接机构相连。该焊接方法具体包括：对接焊缝焊接时，先采用氩弧焊焊接打底、再采用埋弧焊焊接填充盖面。本发明专利技术采用埋弧焊和氩弧焊配合焊接的方式，可有效提高焊缝的焊接质量。

A double robot welding system and its welding method

【技术实现步骤摘要】
一种双机器人焊接系统及其焊接方法
本专利技术涉及机器人焊接
，具体是涉及一种双机器人焊接系统及其焊接方法。
技术介绍
焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。在汽车、航空等众多领域，焊接作为最常用的加工手段一直受到许多技术人员的关注和研究。为了提高焊接效率和质量，越来越多的焊接机器人陆续投入到生产之中，为焊接工作带来了极大便利。目前，在压力容器制造领域，还普遍使用手动焊接，原因是压力容器的外壁是曲面结构，除了采用汽车制造使用的焊接机器人以外，还没有能够满足此等焊接要求的焊接设备。此外，随着化工，医药等需要大量压力容器的行业的快速发展，压力容器的规格和外形尺寸也越来越大，因此对于焊接工人而言，尺寸的增大必然导致焊接难度及劳动强度的增加，长此以往，不仅焊接质量会降低，而且还存在较大的安全隐患，从而使企业的利益受到影响。而且，焊接对工人的身体伤害较大，随着人们对生活品质的追求，越来越少的人愿意从事该行业，因此使用机器人代替人工是目前迫切需求的。压力容器尺寸规格大小差距大，常见直径也在3-5米，配件多导致焊缝形式多种多样，几乎涵盖目前的所有焊缝接头形式，焊缝质量要求很高。其中焊接量大的有管与管之间的对接焊缝、瓶盖的堆焊、换热器管板焊接等，而且国标规定所有的压力容器焊缝不容许使用气保焊焊接，只容许氩弧焊与埋弧焊。常规的机器人氩弧焊焊接速度较慢，填充量小，所以不适合压力容器焊接；而机器人埋弧焊须考虑焊剂的铺设回收、焊渣的清理、焊丝较粗容易导致送丝不畅、工件较大可达性不够等问题，且埋弧焊不能用于厚板焊缝多层多道焊的焊缝焊接。现有申请公布号为CN104191117A的专利申请，其公开了一种自动焊接压力容器夹套的工装系统，其特征包括两台变位机、控制柜和焊接机器人，控制系统将指令送到焊接机器人控制系统，机器人控制系统进行自动控制，与变位机协调进行焊接。虽然其采用双工位模式来提高焊接效率，具体是双工位中一个焊接工位在焊接时，另一个工位可以同时进行装卸夹套产品，从而提高整个系统效率，但是此种焊接方式的焊接质量还有待提高，难以满足焊缝质量要求高的焊接需求，比如焊接量较大的管与管之间的对接焊缝、瓶盖的堆焊、换热器管板焊接等。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种双机器人焊接系统及其焊接方法，在对接焊缝焊接时，采用埋弧焊焊接与氩弧焊焊接配合使用来实现对压力容器的全位置焊缝焊接，其中氩弧焊焊接实现对对接焊缝的打底处理，确保焊缝质量，且背面不用清根，氩弧焊焊接速度快，可提高生产效率，有效规避了氩弧焊的缺点；再采用埋弧焊焊接进行填充盖面，提高焊接速度，确保焊缝质量。具体技术方案如下：一种双机器人焊接系统，包括基座，还包括：桁架组件，所述桁架组件固设在基座上，包括桁架X轴、设置于桁架X轴两端的桁架Y轴和桁架Z轴；氩弧焊焊接机构，所述氩弧焊焊接机构位于桁架X轴的一端，用于实现氩弧焊打底焊接；埋弧焊焊接机构，所述埋弧焊焊接机构位于桁架X轴的另一端，用于实现埋弧焊填充盖面焊接；工件安装组件，被焊工件安装在所述工件安装组件上，用于实现被焊工件的旋转变位；控制柜，所述控制柜分别与工件安装组件、埋弧焊焊接机构和氩弧焊焊接机构相连，所述控制柜内装有控制系统，用于控制埋弧焊焊接机构和氩弧焊焊接机构完成对工件的焊接。具体的，所述氩弧焊焊接机构包括氩弧焊控制柜、氩弧焊机、氩弧焊机器人、氩弧焊送丝桶以及氩弧焊焊枪，其中所述的氩弧焊控制柜控制氩弧焊机将焊丝经氩弧焊送丝桶运至氩弧焊焊枪，所述的氩弧焊机器人安装设置在桁架Y轴的安装座上，且氩弧焊机器人可控制氩弧焊焊枪的移动及焊接作业。进一步的，所述氩弧焊焊枪上设置有激光跟踪设备，实现对焊缝的实时跟踪，保证焊接质量。更进一步的，所述氩弧焊焊枪上设置有3D视觉设备。由于压力容器工件太大，安装定位精度不够，采用3D视觉设备对换热器管板进行扫描定位，确保焊缝质量。具体的，所述埋弧焊焊接机构包括埋弧焊控制柜、埋弧焊机、埋弧焊焊丝桶、埋弧焊机器人、埋弧焊送丝机以及埋弧焊焊枪，其中所述的埋弧焊控制柜控制埋弧焊机将埋弧焊焊丝桶中的焊丝经埋弧焊送丝机运至埋弧焊焊枪，所述的埋弧焊机器人安装设置在桁架Y轴的安装座上，且埋弧焊机器人可控制埋弧焊焊枪的移动及焊接作业。进一步的，所述埋弧焊焊接机构还包括埋弧焊焊剂铺设回收装置，减少了焊剂的浪费，回收效果好，除尘性能好，提高了经济效益的同时有效降低了环境污染。进一步的，所述埋弧焊焊枪上设置有激光跟踪设备，实现对焊缝的实时跟踪，保证焊接质量。更进一步的，所述埋弧焊机为单电源双丝埋弧焊机，采用单电源双丝埋弧焊机配合焊缝激光跟踪多层多道焊进行填充盖面，提高焊接速度，确保焊缝质量。具体的，所述工件安装组件包括滚轮架、滚轮和伺服电机，所述滚轮安装在滚轮架上，所述伺服电机驱动滚轮转动，所述控制柜控制伺服电机的运行及滚轮转动。利用滚轮与圆筒类工件(即压力容器)之间的摩擦力带动工件旋转实现变位，可实现工件的内外环缝和内外纵缝的水平位置焊接，配套自动焊接设备可实现自动焊接。优选的，所述控制柜为PLC控制柜。控制柜内装有控制系统，控制柜分别与埋弧焊焊接机构和氩弧焊焊接机构相连，用于控制埋弧焊焊接机构和氩弧焊焊接机构完成对工件的焊接，控制柜还与工件安装组件中的伺服电机相连，用于控制滚轮的滚动以控制压力容器的旋转变位，确保焊接时的转速均匀，速度可调。一种双机器人焊接系统的焊接方法，具体包括：对接焊缝焊接时，先采用氩弧焊焊接打底、再采用埋弧焊焊接填充盖面。本专利技术采用双机器人系统焊接的设计，即埋弧焊焊接与氩弧焊焊接配合使用来实现对压力容器的全位置焊缝焊接的应用。其中氩弧焊焊接实现对对接焊缝进行打底处理，确保焊缝质量，且背面不用清根，氩弧焊焊接速度快，可提高生产效率，有效规避了氩弧焊的缺点；氩弧焊配激光跟踪对焊缝实时跟踪，确保不会因为组装精度差、焊缝变形、工件转动时窜动等问题引起的焊接缺陷；采用氩弧焊机器人配置3D视觉设备用于焊接管板，由于工件太大，安装定位精度不够，采用3D视觉设备对换热器管板进行扫描定位，确保焊缝质量；再采用埋弧焊焊接，对接焊缝板厚较厚填充量大，采用单电源双丝埋弧焊焊机配焊缝激光跟踪多层多道焊进行填充盖面，提高焊接速度，确保焊缝质量。埋弧焊加氩弧焊配合焊接的方式主要用在对接焊缝的焊接，采用氩弧焊打底、埋弧焊填充盖面的焊接方法。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术中的埋弧焊焊接机构的结构放大图；图3为本专利技术中的氩弧焊焊接机构的结构放大图；图4为本专利技术的整体结构侧视图。附图中，1、基座；2.1、桁架X轴；2.2、桁架Y轴；2.3、桁架Z轴；3、氩弧焊焊接机构；3.1、氩弧焊控制柜；3.2、氩弧焊机；3.3、氩弧焊机器人；3.4、氩弧焊送丝桶；3.5、氩弧焊焊枪；4、埋弧焊焊接机构；4.1、埋弧焊控制柜；4.2、埋弧焊机；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双机器人焊接系统，包括基座(1)，其特征在于，还包括：/n桁架组件，所述桁架组件固设在基座(1)上，包括桁架X轴(2.1)、设置于桁架X轴(2.1)两端的桁架Y轴(2.2)和桁架Z轴(2.3)；/n氩弧焊焊接机构(3)，所述氩弧焊焊接机构(3)位于桁架X轴(2.1)的一端，用于实现氩弧焊打底焊接；/n埋弧焊焊接机构(4)，所述埋弧焊焊接机构(4)位于桁架X轴(2.1)的另一端，用于实现埋弧焊填充盖面焊接；/n工件安装组件，被焊工件安装在所述工件安装组件上，用于实现被焊工件的旋转变位；/n控制柜(6)，所述控制柜(6)分别与工件安装组件、埋弧焊焊接机构(4)和氩弧焊焊接机构(3)相连，所述控制柜(6)内装有控制系统，用于控制埋弧焊焊接机构(4)和氩弧焊焊接机构(3)完成对工件的焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种双机器人焊接系统，包括基座(1)，其特征在于，还包括：
桁架组件，所述桁架组件固设在基座(1)上，包括桁架X轴(2.1)、设置于桁架X轴(2.1)两端的桁架Y轴(2.2)和桁架Z轴(2.3)；
氩弧焊焊接机构(3)，所述氩弧焊焊接机构(3)位于桁架X轴(2.1)的一端，用于实现氩弧焊打底焊接；
埋弧焊焊接机构(4)，所述埋弧焊焊接机构(4)位于桁架X轴(2.1)的另一端，用于实现埋弧焊填充盖面焊接；
工件安装组件，被焊工件安装在所述工件安装组件上，用于实现被焊工件的旋转变位；
控制柜(6)，所述控制柜(6)分别与工件安装组件、埋弧焊焊接机构(4)和氩弧焊焊接机构(3)相连，所述控制柜(6)内装有控制系统，用于控制埋弧焊焊接机构(4)和氩弧焊焊接机构(3)完成对工件的焊接。


2.根据权利要求1所述的双机器人焊接系统，其特征在于：所述氩弧焊焊接机构(3)包括氩弧焊控制柜(3.1)、氩弧焊机(3.2)、氩弧焊机器人(3.3)、氩弧焊送丝桶(3.4)以及氩弧焊焊枪(3.5)，其中所述的氩弧焊控制柜(3.1)控制氩弧焊机(3.2)将焊丝经氩弧焊送丝桶(3.4)运至氩弧焊焊枪(3.5)，所述的氩弧焊机器人(3.3)安装设置在桁架Y轴(2.2)的安装座上，且氩弧焊机器人(3.3)可控制氩弧焊焊枪(3.5)的移动及焊接作业。


3.根据权利要求2所述的双机器人焊接系统，其特征在于：所述氩弧焊焊枪(3.5)上设置有3D视觉设备。


4.根据权利要求1所述的双机器人焊接系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马耀鹏，杨永帅，
申请(专利权)人：宁波新松机器人科技有限公司，江苏永洋过程装备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33