一种H型钢结构件参数化编程焊接方法及焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种H型钢结构件参数化编程焊接方法及焊接装置包括如下步骤，测量待焊工件H型钢结构件的尺寸数据；将工件放置在工装台面上，工装台面采用液压对中装置，使工件安装后可以位于工装的中心；将工件的尺寸数据输入到PLC触摸屏模块，控制系统内预存有工件模型；所述机器人系统根据工件的尺寸数据和工件模型计算出激光寻位点；机器人携带激光传感器寻位出焊缝点后更新输出实际焊缝位置；机器人系统根据焊缝实际位置对工件进行焊接。本发明专利技术对于现有技术而言，更换工件无需繁琐的示教，只需要输入工件主要尺寸参数，系统根据板厚和坡口信息和预存模型，匹配机器人作业程序，可解决小批量、多品种H型钢结构工件的焊接控制问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种H型钢结构件参数化编程焊接方法及焊接装置


[0001]本专利技术涉及加工领域中焊接方法及焊接装置，尤其涉及一种H型钢结构件参数化编程焊接方法及焊接装置。

技术介绍

[0002]在钢结构行业，H型钢结构件属于典型的小批量、多品种产品。现有技术中对H型钢结构件的焊接都是采用人工焊接或者用专机焊接。由于焊接人员的焊接水平、焊接经验的影响导致塔脚的产量和质量都无法保证。对于用专机焊接来说，专机的功能和结构单一，使用起来繁琐，灵活性不强，无法解决H型钢结构件的多品种、小批量生产问题。
[0003]因此，亟待解决上述问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的第一目的提供一种操作便捷的H型钢结构件参数化编程焊接方法。
[0005]本专利技术的第二目的是提供一种H型钢结构件参数化编程焊接装置。
[0006]技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，包括如下步骤：
[0007](1)测量待焊工件H型钢结构件的尺寸数据；
[0008](2)将工件放置在工装台面上，工装台面采用液压对中装置，使工件安装后可以位于工装的中心；
[0009](3)将工件的尺寸数据输入到PLC触摸屏模块，控制系统内预存有工件模型；
[0010](4)所述机器人系统根据工件的尺寸数据和工件模型计算出激光寻位点；机器人携带激光传感器寻位出焊缝点后更新输出实际焊缝位置；
[0011](5)机器人系统根据焊缝实际位置对工件进行焊接。<br/>[0012]其中，步骤(2)中液压对中装置让工件位于工装中心，具体包括如下步骤：
[0013](2.1)十字对中模块由90度正交的两个液压缸组成；
[0014](2.2)H型钢结构件的落位在工装夹具上，其腹板和翼板分别平行与其中的一个液压缸；
[0015](2.3)依次启动两组液压缸，让工件位于工装的中心位置。
[0016]优选的，控制系统内预存有工件的模型，具体包括如下步骤：
[0017](3.1)所述机器人系统内预存有不同板厚类型的工件模型及其工艺参数；
[0018](3.2)根据输入的工件尺寸数据，系统匹配相适应的工件模型及其工艺参数。
[0019]再者，步骤(4)具体包括如下步骤：
[0020](4.1)其中机器人系统计算出机器人动态寻位起点和终点、机器人静态寻位点；
[0021]激光动态寻位起点Ps点计算方法为：
[0022](x0
‑
workpiece_L
‑
d，y0+0.707*workpiece_W，z0
‑
0.707*workpiece_W+h)
[0023]激光动态寻位终点Pe点、激光静态寻位点Pe点计算方法为：
[0024](x0
‑
workpiece_L+ratio*workpiece_L，y0+0.707*workpiece_W，z0
‑
0.707*workpiece_W+h)
[0025]其中，x0、y0、z0为变位机翻转轴转90度时，变位机中心x、y、z位置值；workpiece_L为H型钢结构件的长度，也为焊缝的长度；workpiece_W为H型钢结构件的宽度；ratio为搜索比例，用户自定义；d：动态起点与焊缝起点的距离；h：激光扫描高度；
[0026](4.2)机器人系统根据H型钢结构件尺寸参数、激光寻位获得的两个点，计算输出焊缝的起点和终点；
[0027]焊缝的实际起点通过激光动态寻位获得，动态寻位获得的点位为P1，其计算方法为：
[0028]机器人携带激光传感器从Ps点走到Pe点，采集激光传感器的焊缝有无焊缝标志flag和对应寻位得到点空间坐标x、y、z形成2维数组Q[i][j]；
[0029]计算有无焊缝标志差分数组P[i]：
[0030]P[i]＝Q[i][0]‑
Q[i
‑
1][0][0031]计算焊缝起始点的序列号k值：
[0032]whileP[i]！＝1
[0033]++i
[0034]endwhile
[0035]k＝i
[0036]输出P1点：
[0037]P1＝(Q[k][1],Q[k][2],Q[k][3])
[0038]机器人携带激光传感器静态寻位获得的点位为P2；
[0039]焊缝的实际终点P3依据以下方程组计算获得：
[0040][0041]进一步，步骤(5)中机器人系统根据焊缝实际位置对工件进行焊接，具体包括如下步骤：
[0042](5.1)变位机动作到坡口船型焊位置，机器人焊接坡口，直至填完坡口，具体包括：
[0043]坡口部分焊接的起始点为P1、P3点依据坡口参数进行偏移后的点，偏移量的计算方法为：(0，0.5*workpiece_t1*sin(0.5*θ)，
‑
0.5*workpiece_t1*cos(0.5*θ))；
[0044]其中，θ为坡口角度；workpiece_t1为腹板厚度；
[0045](5.2)变位机动作到坡口以上部分船型焊位置，机器人焊接坡口以上部分，直至焊高达到要求。
[0046]再者，H型钢结构件的尺寸数据包括长度、宽度、高度、腹板厚度和侧板厚度。
[0047]本专利技术一种H型钢结构件参数化编程焊接装置，包括六轴机器人、二轴变位机、PLC触摸屏系统、激光寻位模块、焊接系统和液压对中装置，六轴机器人包括机器人控制器、机器人本体和示教器，激光寻位模块包括激光传感器控制盒和激光传感器，焊接系统包括焊接电源、水冷焊枪和水冷箱。
[0048]其中，机器人本体为六轴机器人的最终执行端，负责执行控制柜生成的动作程序；
示教器对机器人进行示教编程，编程通过的程序直接通过机器人控制器控制机器人本体的动作；机器人控制器为机器人系统的核心部分，负责控制机器人本体的动作和寻位点位焊接点位的计算；激光寻位传感器安装于焊枪上，机器人本体动作过程中，其可以捕捉到焊缝的形状；水冷焊枪为焊接系统的最终执行端，配合机械臂的动作，负责执行各种焊接任务；PLC触摸屏系统用于工件参数的输入。
[0049]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：本专利技术对于现有技术而言，更换工件无需繁琐的示教，只需要输入工件主要尺寸参数，系统根据板厚和坡口信息和预存模型，匹配机器人作业程序，可解决小批量、多品种H型钢结构工件的焊接控制问题。
附图说明
[0050]图1为本专利技术焊接方法的流程示意图；
[0051]图2为本专利技术中焊接装置的控制系统架构图；
[0052]图3为本专利技术中焊接装置的结构示意图；
[0053]图4为本专利技术中H型钢结构件的结构示意图；
[0054]图5为本专利技术中动态寻位示意图。
具体实施方式
[0055]下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)测量待焊工件H型钢结构件的尺寸数据；(2)将工件放置在工装台面上，工装台面采用液压对中装置，使工件安装后可以位于工装的中心；(3)将工件的尺寸数据输入到PLC触摸屏模块，控制系统内预存有工件模型；(4)所述机器人系统根据工件的尺寸数据和工件模型计算出激光寻位点；机器人携带激光传感器寻位出焊缝点后更新输出实际焊缝位置；(5)机器人系统根据焊缝实际位置对工件进行焊接。2.根据权利要求1所述的一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中液压对中装置让工件位于工装中心，具体包括如下步骤：(2.1)十字对中模块由90度正交的两个液压缸组成；(2.2)H型钢结构件的落位在工装夹具上，其腹板和翼板分别平行与其中的一个液压缸；(2.3)依次启动两组液压缸，让工件位于工装的中心位置。3.根据权利要求1所述的一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，所述控制系统内预存有工件的模型，具体包括如下步骤：(3.1)所述机器人系统内预存有不同板厚类型的工件模型及其工艺参数；(3.2)根据输入的工件尺寸数据，系统匹配相适应的工件模型及其工艺参数。4.根据权利要求1所述的一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括如下步骤：(4.1)其中机器人系统计算出机器人动态寻位起点和终点、机器人静态寻位点；激光动态寻位起点Ps点计算方法为：(x0
‑
workpiece_L
‑
d，y0+0.707*workpiece_W，z0
‑
0.707*workpiece_W+h)激光动态寻位终点Pe点、激光静态寻位点Pe点计算方法为：(x0
‑
workpiece_L+ratio*workpiece_L，y0+0.707*workpiece_W，z0
‑
0.707*workpiece_W+h)其中，x0、y0、z0为变位机翻转轴转90度时，变位机中心x、y、z位置值；workpiece_L为H型钢结构件的长度，也为焊缝的长度；workpiece_W为H型钢结构件的宽度；ratio为搜索比例，用户自定义；d：动态起点与焊缝起点的距离；h：激光扫描高度；(4.2)机器人系统根据H型钢结构件尺寸参数、激光寻位获得的两个点，计算输出焊缝的起点和终点；焊缝的实际起点通过激光动态寻位获得，动态寻位获得的点...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓林，丁朝景，黄光远，李松领，高旭，徐立轩，何杏兴，王富林，
申请(专利权)人：南京熊猫电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：