智能焊补工作站制造技术

一种智能焊补工作站，所述的工作站包括：桁架支撑、焊补机械手、三维扫描装置、物流转运车、工作台及控制单元，所述焊补机械手活动设置在所述桁架支撑上；所述三维扫描装置设置在所述桁架上；所述工作台位于所述焊补机械手下方；所述物流转运车位于所述工作台下方用于铸件的转运；所述控制单元与所述焊补机械手、所述三维扫描装置及所述物流搬运车电连接。三维扫描装置对焊补缺陷的扫描，扫描后的数据传输至控制单元，控制单元控制焊补机械手对铸件缺陷逐个焊接，所有缺陷焊补完成后，物流转运车将工作台上的铸件转出，而后再转运下一个待焊补铸件。整个过程无人工参与并且三维扫描位置精确，焊补机械手焊补效率高且焊补质量一致。焊补机械手焊补效率高且焊补质量一致。焊补机械手焊补效率高且焊补质量一致。

【技术实现步骤摘要】
智能焊补工作站


[0001]本技术涉及大型铸钢件的缺陷焊补，尤其涉及大型铸钢件缺陷的智能焊补。

技术介绍

[0002]大型铸钢件是很多重大技术装备的核心基础零部件，因其铸造过程控制难度大、生产周期长，容易产生各类铸造缺陷，特别是铸件浇注冷却后产生的夹渣、缩孔、疏松等缺陷，需要气刨挖除后再进行焊补，而碳弧气刨是由人工操作利用电弧熔化和压缩空气双重作用下进行的，操作复杂多变，无法达到如机器加工的坡口那样高精度尺寸，会导致缺陷呈现不规则形状。
[0003]考虑铸造缺陷的不规则结构以及在铸件本体上的不同分布位置，国内外大型铸钢件的铸造缺陷焊补均采用手工焊接，而手工焊接焊接合格率和效率低。并且在缺陷焊补过程为保证焊接质量，铸件温度一般都在180-300摄氏度之间，作业环境恶劣、劳动强度大，焊接技能型人才紧缺等问题也日益严重，这些问题严重制约大型铸钢件制造业的绿色发展。
[0004]目前在管材、钣金等结构焊接领域广泛应用的焊接机器人，都是根据预先规划的固定规则焊接路径，进行重复性点焊或对接焊，无法实现对大型铸钢件不规则缺陷的识别和自动焊补。另外大型铸钢件的下料过程普遍采用天车，调运过程需要调整吊起与放置位置，影响焊补效率且天车调运对焊补工人而言安全隐患也较大，也存在铸件因坠落而损坏的风险。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对目前人工焊补大型铸件存在的焊接难度大、焊接效率低、人工工作环境恶劣危险等问题，提供一种智能焊补工作站，该工作站通过控制单元控制三维扫描装置对带焊补工件进行扫描，确认缺陷位置，然后再通过在桁架机械手上运行的焊补机械手对待焊补工件进行自动焊补，用自动化焊补工艺流程取代人工焊补，降低安全风险、提高焊补效率与焊补质量。
[0006]一种智能焊补工作站，所述的工作站包括：桁架支撑、焊补机械手、三维扫描装置、物流转运车、工作台及控制单元，所述桁架支撑包括若干立柱、支撑梁与横梁,所述支撑梁固定在各所述立柱的顶端，所述横梁架设于所述支撑横梁上；所述焊补机械手设置在所述横梁上并沿所述横梁滑行；所述三维扫描装置设置在所述横梁上；所述工作台包括支架和托盘，所述托盘放置在所述支架上，所述支架位于所述焊补机械手下方；所述物流转运车用于铸件的转运；所述控制单元与所述焊补机械手、所述三维扫描装置及所述物流搬运车电连接。
[0007]待焊补铸件通过物流转运车转运至工作台上，通过三维扫描装置进行待焊补缺陷的扫描，然后将扫描后的数据传输至控制单元，控制单元下发指令给焊补机械手，焊补机械手通过控制单元的指令逐个焊接缺陷。待所有缺陷焊补完成后，物流转运车将工作台上的铸件转出，而后再转运下一个待焊补铸件。铸件通过三维扫描装置的扫描可以确定待焊补
缺陷的位置，通过控制单元的数据计算可以规划焊补路径，通过焊补机械手实现自动焊接。整个过程无需人工参与，并且三维扫描位置精确，焊补机械手焊补效率高且焊补质量一致。
[0008]在其中一实施例中，所述焊补机械手是关节机器人，所述关节机器人的执行端设有焊枪和清渣器，所述焊枪用于缺陷焊补；所述清渣器用于焊接清理。
[0009]通过在焊补机械手上同时集成焊枪与清渣器，可以在焊补过程中通过机械手末端的转换实现边焊接边清渣，提高焊补效率及质量。
[0010]在其中一实施例中，所述焊补工作站还包括保温装置，所述保温装置设置在所述桁架支撑的支撑梁上并沿所述支撑梁滑行。
[0011]在焊接缺陷较大且缺陷间隔较远的铸件时，焊补上一个缺陷的过程中，待焊补的缺陷温度可能会达不到焊接要求，此时保温装置在控制单元的操作下可对待焊补的缺陷进行加热保温，使其温度始终保持在焊补工作的状态下，一方面提高焊补效率节省来回转运铸件的时间，另一方面保温装置沿支撑梁滑行，通过控制单元的操控可以快捷的到达需要加热保温的缺陷位置上。
[0012]在其中一实施例中，所述焊补工作站还包括缺陷检测装置，所述缺陷检测装置设置在所述桁架支撑的支撑梁上并沿所述支撑梁滑行。
[0013]通过在支撑梁上设置缺陷检测装置，可以在焊补完成后直接在工作台上进行缺陷检测，如果检测不合格，三维扫描装置继续扫描然后焊补机械手继续焊接。避免铸件转出工作台后在检测，缩短流程，提高效率。
[0014]在其中一实施例中，所述保温装置包括滑行组件、底座、垂直臂、水平臂和加热头，所述滑行组件一端固定在所述支撑梁上，另一端与所述底座固定连接；所述垂直臂一端与所述底座铰接，另一端与所述水平臂的一端铰接；所述水平臂另一端与所述加热头连接。
[0015]通过垂直臂与水平臂的交接可以使得加热头自由旋转，进一步的，垂直臂与水平臂内各自嵌套副臂，组成可伸缩的比，这样其不但可绕交接点旋转，而且还可伸缩，这样加热头可定位在铸件表面的任意位置。
[0016]在其中一实施例中，所述焊补工作站还包括缺陷检测装置，所述缺陷检测装置设置在所述焊补机械手的执行端上。
[0017]在一些场合中，缺陷检测装置也集成在焊补机械手的执行端上，这样通过焊补机械手执行端的转换就可实现缺陷检测，缩短路径且集成度高。
[0018]在其中一实施例中，所述物流转运车是AGV或RGV或叉车。
[0019]在其中一实施例中，一种智能焊补工作站，所述的工作站包括桁架支撑、焊补机械手、三维扫描装置、物流转运车、工作台及控制单元，所述桁架支撑包括若干立柱、支撑梁与横梁,所述支撑梁固定在各所述立柱的顶端，所述横梁架设于所述支撑梁上；所述焊补机械手设置在所述横梁上并沿所述横梁滑行；所述三维扫描装置设置在所述焊补机械手的执行端上；所述工作台包括支架和托盘，所述托盘放置在所述支架上，所述支架位于所述焊补机械手下方；所述物流转运车设置在所述支架下方；所述控制单元与所述焊补机械手、所述三维扫描装置及所述物流搬运车电连接。
[0020]将三维扫描装置也集成在焊补机械手的执行端上，与焊枪、清渣器设置在不同方向，这样扫描完了之后可以直接进行焊接，减化结构且缩短行程，有利于焊补效率的提高。
[0021]一种智能焊补工作站的焊补方法，包括以下步骤：
[0022]物流转运车将待焊补铸件放置在工作台上；
[0023]三维扫描装置进行缺陷扫描并将扫描数据传输至控制单元；
[0024]控制单元通过扫描数据进行焊补路径规划；
[0025]焊补机械手根据规划的路径，采用焊枪对铸件缺陷逐层焊补；
[0026]焊补完成后进行焊补机械手转换到清渣器进行清渣；
[0027]保温装置根据控制单元规划的焊补路径对下一个需要加热的待焊补缺陷进行加热保温；
[0028]铸件待焊补缺陷全部焊补完成后，缺陷检测装置对缺陷进行逐个检测，检测数据传输至控制单元，由控制单元判断焊补是否合格；
[0029]若合格，则由物流转运车将工作台的工件转运至和合格区存放，而后再从待焊补区转运新待焊补铸件至工作台上，重复上述过程；
[0030]若不合格，则由三维扫描装置重新进行扫描，然后重复上述过程。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能焊补工作站，其特征在于，所述的工作站包括桁架支撑、焊补机械手、三维扫描装置、物流转运车、工作台及控制单元，所述桁架支撑包括若干立柱、支撑梁与横梁,所述支撑梁固定在各所述立柱的顶端，所述横梁架设于所述支撑梁上；所述焊补机械手设置在所述横梁上并沿所述横梁滑行；所述三维扫描装置设置在所述桁架支撑上；所述工作台包括支架和托盘，所述托盘放置在所述支架上，所述支架位于所述焊补机械手下方；所述物流转运车设置在所述支架下方；所述控制单元与所述焊补机械手、所述三维扫描装置及所述物流转运车电连接。2.根据权利要求1所述的智能焊补工作站，其特征在于，所述焊补机械手的执行端设有焊枪和清渣器，所述焊枪用于缺陷焊补；所述清渣器用于焊接清理。3.根据权利要求1所述的智能焊补工作站，其特征在于，所述焊补工作站还包括保温装置，所述保温装置设置在所述桁架支撑的支撑梁上并沿所述支撑梁滑行。4.根据权利要求3所述的智能焊补工作站，其特征在于，所述保温装置包括滑行组件、底座、垂直臂、水平臂和加热头，所述滑行组件一端固定在所述支撑梁上、另一端与所述底座固定连接；所述垂直臂一端与所述底座铰接、另一端与所述水平臂的一端铰接；所述水平臂另一端与所述加热头连接。5.根据权利要求3或4所述的智能焊补工作站，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，赵以麟，王永恩，陈得润，孙冠琳，
申请(专利权)人：共享智能铸造产业创新中心有限公司，
类型：新型
国别省市：