波纹板的机器人自动化高速焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波纹板的机器人自动化高速焊接装置，包括设置于集装箱流水生产线两侧的多台焊接机器人，机器人与集装箱之间单独设置工作台，工作台上、机器人水平移动方向上安装直线导轨，直线导轨上装有激光焊缝跟踪传感器；焊接时，激光传感器优先于机器人运动开始扫描波纹板焊缝，在焊接过程中动态生成焊缝轨迹并传送给机器人控制器，机器人动态执行焊接作业，边扫描边焊接，直至完成该工位的焊接任务。本发明专利技术可以有效保证波纹板焊接质量及其稳定性，而且大幅提高焊接效率，实现焊接自动化。

【技术实现步骤摘要】
波纹板的机器人自动化高速焊接装置
本专利技术涉及一种机器人自动化焊接
，特别涉及一种波纹板的机器人自动化高速焊接装置。
技术介绍
集装箱在现代物流行业中发挥了极大作用，并且集装箱的加工制造技术正在不断发展。集装箱侧板与顶板结构一般为具有等间隔凹槽的三维空间结构的波纹板，在与上下梁焊接时，由于波纹板角焊缝较多，焊缝宽度不均匀，一致性较差，导致焊接工作量大且难度较高。目前波纹板的焊接主要采用手工焊或者半自动焊，手工焊效率较低，并且难以控制焊缝成形质量；而现有的半自动焊接模式，激光跟踪传感器均固定于机器人焊枪上，在焊接过程中为保证持续焊缝跟踪，焊枪无法随着焊缝的变化而调整姿态，导致波纹板不同坡段焊缝成形质量有明显差异，仅可应用于对焊接质量要求不高的浅波纹板焊接，难以满足深波纹板的焊缝成形质量一致性要求。并且，集装箱波纹板焊接作业环境恶劣，噪音大，灰尘多，严重危害作业人员的身体健康，迫切需要实现自动化改造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以在焊缝跟踪过程中随时调整焊枪姿态，有效保证深波纹板焊缝成形质量及其稳定性，全面覆盖浅波纹板的高质量焊接，而且大幅提高焊接效率，实现焊接自动化的波纹板机器人自动化高速焊接装置。本专利技术的技术解决方案是：一种波纹板的机器人自动化高速焊接装置，其特征是：包括设置于集装箱流水生产线两侧的多台焊接机器人，机器人与集装箱之间单独设置工作台，工作台上、机器人水平移动方向上安装直线导轨，直线导轨上装有激光焊缝跟踪传感器；焊接时，激光传感器优先于机器人运动开始扫描波纹板焊缝，在焊接过程中动态生成焊缝轨迹并传送给机器人控制器，机器人动态执行焊接作业，边扫描边焊接，直至完成该工位的焊接任务。由于激光传感器与机器人分离，在焊接过程中机器人可随时根据焊缝角度的变化而调整焊枪姿态，始终保持焊枪角度接近垂直于焊缝，从而可以满足深波纹板的焊缝成形质量一致性要求，全面覆盖浅波纹板的高质量焊接。机器人焊枪上配有防碰撞装置，当焊枪发生轻微意外碰撞时，焊接机器人会立即停止运动，保护机器人及碰撞物不受损坏。装有激光焊缝跟踪传感器的直线导轨由单台电机驱动，作为六轴焊接机器人的外部拓展轴第七轴，因而该机器人需具备至少七轴联动功能。装有激光焊缝跟踪传感器的直线导轨长度范围为0.3米~3米，直线导轨安装在一条固定于所述工作台上的工字钢上，可以防止较长的导轨发生扭曲变形，确保传感器运行路径为水平直线。激光焊缝跟踪传感器的外壳加装有防护罩，可以有效避免传感器受到弧光、飞溅、粉尘等干扰。焊接作业时，集装箱通过流水线进行焊接作业，因受焊接机器人排布的空间局限性，分多站进行焊接。集装箱进入每一站时均作等距间隔的焊接，直至全部完成后流出焊接区域。为使前一站的焊缝能与后一站的焊缝不留间隙地首尾相连并且不重复焊接，在后一站焊接时用激光焊缝跟踪传感器对前一站已成形的焊缝尾端进行预扫描，识别焊缝特征点位置，并且边焊接边扫描，动态生成焊缝轨迹，从而可以精准控制后一站焊接的起始点。本专利技术的优点主要有：一、独立安装的激光焊缝识别系统，可实现激光传感器与机器人的分离独立运动，有效解决了激光器装在机器人焊枪部位导致焊缝跟踪过程中焊枪无法改变姿态的关键难题，可以始终保持焊枪角度接近垂直于焊缝，满足了深波纹板的焊缝成形质量一致性要求，全面覆盖浅波纹板的高质量焊接，并且在焊接过程中实时扫描焊缝，动态生成焊缝轨迹，实现了集装箱波纹板的自动化焊接。二、采用本专利技术的焊接工艺，调整了焊接工艺参数，提高了焊接速度，在满足焊缝质量的前提下，可将焊接速度由人工焊的1米/分钟提升到1.5~2.5米/分钟，并且一次成形无需补焊，大幅提高了焊接效率。三、采用多台焊接机器人协同作业，多站式完成波纹板焊接，实现了多种箱型的集装箱全自动无人化焊接操作，降低了集装箱的生产成本和工人的劳动强度。四、全新升级的机器人控制系统，有效减少了信息传输处理过程给上位机增加的困难，提高了系统的响应速度，进而提高了生产效率，降低了成本。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术一个实施例的结构示意图。图2、图3分别是深波纹板、浅波纹板的示意图。具体实施方式一种波纹板的机器人自动化高速焊接装置，包括设置于集装箱1流水生产线两侧的多台焊接机器人2，机器人与集装箱之间单独设置工作台3，工作台上、机器人水平移动方向上安装直线导轨4，直线导轨上装有激光焊缝跟踪传感器5；焊接时，激光传感器优先于机器人运动开始扫描波纹板焊缝，在焊接过程中动态生成焊缝轨迹并传送给机器人控制器，机器人动态执行焊接作业，边扫描边焊接，直至完成该工位的焊接任务。由于激光传感器与机器人分离，在焊接过程中机器人可随时根据焊缝角度的变化而调整焊枪姿态，始终保持焊枪角度接近垂直于焊缝，从而可以满足深波纹板的焊缝成形质量一致性要求，全面覆盖浅波纹板的高质量焊接。机器人焊枪上可选配有防碰撞装置6，当焊枪发生轻微意外碰撞时，焊接机器人会立即停止运动，保护机器人及碰撞物不受损坏。装有激光焊缝跟踪传感器的直线导轨由单台电机驱动，作为六轴焊接机器人的外部拓展轴第七轴，因而该机器人需具备至少七轴联动功能。装有激光焊缝跟踪传感器的直线导轨长度范围为0.3米~3米，直线导轨安装在一条固定于所述工作台上的工字钢7上，可以防止较长的导轨发生扭曲变形，确保传感器运行路径为水平直线。激光焊缝跟踪传感器的外壳加装有防护罩，可以有效避免传感器受到弧光、飞溅、粉尘等干扰。焊接作业时，集装箱通过流水线进行焊接作业，因受焊接机器人排布的空间局限性，分多站进行焊接。集装箱进入每一站时均作等距间隔的焊接，直至全部完成后流出焊接区域。为使前一站的焊缝能与后一站的焊缝不留间隙地首尾相连并且不重复焊接，在后一站焊接时用激光焊缝跟踪传感器对前一站已成形的焊缝尾端进行预扫描，识别焊缝特征点位置，并且边焊接边扫描，动态生成焊缝轨迹，从而可以精准控制后一站焊接的起始点。进一步地，集装箱焊接流水线具备以下功能：只有当确保所有焊接机器人均已完成焊接任务并退回至待命状态时，流水线才可以继续运行，从而确保集装箱在流水线上运行时不与焊接机器人发生碰撞。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波纹板的机器人自动化高速焊接装置，其特征是：包括设置于集装箱流水生产线两侧的多台焊接机器人，机器人与集装箱之间单独设置工作台，工作台上、机器人水平移动方向上安装直线导轨，直线导轨上装有激光焊缝跟踪传感器；焊接时，激光传感器优先于机器人运动开始扫描波纹板焊缝，动态生成焊缝轨迹并传送给机器人控制器，机器人动态执行焊接作业，边扫描边焊接，直至完成该工位的焊接任务；由于激光传感器与机器人分离，在焊接过程中机器人可随时根据焊缝角度的变化而调整焊枪姿态，始终保持焊枪角度接近垂直于焊缝，从而可以满足深波纹板的焊缝成形质量一致性要求，全面覆盖浅波纹板的高质量焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种波纹板的机器人自动化高速焊接装置，其特征是：包括设置于集装箱流水生产线两侧的多台焊接机器人，机器人与集装箱之间单独设置工作台，工作台上、机器人水平移动方向上安装直线导轨，直线导轨上装有激光焊缝跟踪传感器；焊接时，激光传感器优先于机器人运动开始扫描波纹板焊缝，动态生成焊缝轨迹并传送给机器人控制器，机器人动态执行焊接作业，边扫描边焊接，直至完成该工位的焊接任务；由于激光传感器与机器人分离，在焊接过程中机器人可随时根据焊缝角度的变化而调整焊枪姿态，始终保持焊枪角度接近垂直于焊缝，从而可以满足深波纹板的焊缝成形质量一致性要求，全面覆盖浅波纹板的高质量焊接。


2.根据权利要求1所述的波纹板的机器人自动化高速焊接装置，其特征是：机器人焊枪上配有防碰撞装置，当焊枪发生轻微意外碰撞时，焊接机器人会立即停止运动，保护机器人及碰撞物不受损坏。


3.根据权利要求1所述的波纹板的机器人自动化高速焊接装置，其特征是：装有激光焊缝跟踪传感器的直线导轨由单台电机驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾京君，周鹏，张健，刘宗礼，童彤，李家顺，周飞翔，
申请(专利权)人：南通振康机械有限公司，南通振康焊接机电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32