一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统和焊接方法技术方案

技术编号:37258289 阅读:15 留言:0更新日期:2023-04-20 23:33
本发明专利技术公开了一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统和焊接方法,属于钢箱梁加工领域。包括:加工平台、第一焊接装置、第二焊接装置;其中,加工平台被配置为放置待焊接钢箱梁;第一焊接装置设置在待焊接钢箱梁外侧,始终与钢箱梁外部的焊缝表面之间保持恒定间距、恒定角度;第二焊接装置设置在待焊接钢箱梁上方,始终与钢箱梁内部的焊缝表面之间保持恒定间距、恒定角度。本发明专利技术通过设置第一焊接装置和第二焊接装置,所述第一焊枪和第二焊枪以预定速率沿着焊缝移动,同时对待焊接板材进行焊接;不仅省去了打磨工艺,大幅节省成本、减少用料,而且两侧同步焊接,大大的节约工时。大大的节约工时。大大的节约工时。

【技术实现步骤摘要】
一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统和焊接方法


[0001]本专利技术属于钢箱梁加工领域,尤其是一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统和焊接方法。

技术介绍

[0002]波形钢腹板桥组合梁桥具有自重轻、预应力效率高、腹板抗屈曲能力高、不需要加劲肋等优点,是一种很有潜力的新型桥梁。波形钢腹板桥组合梁桥一般由底板、顶腹板和横隔板三部分组成,而桥梁顶腹板由波腹板与顶板焊接组成。在钢结构桥梁的建设中,为了保证焊缝的焊接要求也从单面部分熔透焊接逐渐发展为双面全熔透焊接,以增大可焊接熔深,从而提高钢结构桥梁的疲劳强度、使用寿命。
[0003]厚板焊接采用深熔焊机进行焊接可以实现全熔透焊接,其前提条件焊枪比如与焊缝保持恒定的距离,及与焊缝法向量保持恒定角度(最好是垂直于焊缝),但是厚板焊接往往并非绝对直线,焊缝的空间位置是弯曲、带有弧度、或者波纹的。而现有的焊接装置中,一般将焊缝跟踪系统固定在焊枪一侧,随着焊枪一同运动,因为对于厚板弯曲不确定的、或者波纹状的焊缝,无法实现深熔自动焊接,甚至会频繁撞枪。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术缺陷,本专利技术提供一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统和焊接方法,以解决
技术介绍
所涉及的问题。
[0005]本专利技术提供一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,包括:
[0006]加工平台,被配置为放置待焊接钢箱梁;所述待焊接钢箱梁包括底板,底部设置在所述底板两侧、截面形状为T形、并顶部相隔预定距离的两个顶腹板,以及设置在所述顶腹板和底板之间的多个横隔板;
[0007]第一焊接装置,包括设置在所述传输装置两侧的第一直线导轨,分别滑动安装在所述第一导轨上的至少两个移动小车,分别设置在所述移动小车上的两个第一工业机器人,以及设置在所述第一工业机器人输出端、且始终与钢箱梁外部的焊缝表面之间保持恒定间距、恒定角度的两个第一焊枪;
[0008]第二焊接装置,包括设置在所述第一直线导轨外侧的第二直线导轨,滑动安装在两侧第二直线导轨上的龙门架,安装在所述龙门架横梁下表面的两个第二工业机器人,以及设置在所述第二工业机器人输出端、且始终与钢箱梁内部的焊缝表面之间保持恒定间距、恒定角度的两个第二焊枪。
[0009]优选地或可选地,所述移动小车上还设置有激光跟踪装置,被配置为检测待焊接钢箱梁上焊缝的实际位置;
[0010]所述激光跟踪装置包括设置在所述传输装置一侧的立柱,安装在所述立柱上、且平行与所述传输装置的传输面的直线运动模组,以及安装在所述直线运动模组输出端上、且相对于焊缝之间的间距始终保持一致或保持预定范围之内的激光跟踪系统。
[0011]优选地或可选地,在所述移动小车上表面、龙门架上分别设置有的电气控制柜,所述电气控制柜分别与第一焊接装置、第二焊接装置之间信号连接。
[0012]优选地或可选地,所述第一工业机器人、第二工业机器人至少包括6个自由度。
[0013]优选地或可选地,所述第一工业机器人和第二工业机器人结构相同,安装方向相反;
[0014]所述第一工业机器人包括:基座,转动安装在所述基座上的腰部回转机构,转动安装在所述腰部回转机构上的大臂机构;转动安装在所述大臂机构另一端的小臂机构,转动设置在所述小臂机构另一端的腕部机构,以及转动安装在所述腕部机构另一端、用于安装焊枪的末端执行机构。
[0015]优选地或可选地,所述第一焊枪和第二焊枪均采用深熔焊焊枪。
[0016]优选地或可选地,所述龙门架包括:横跨所述加工平台和待焊接钢箱梁、位于上部的安装区域为一个矩形的安装框架,设置在所述框架上、平行于所述待焊接钢箱梁的放置方向的两个横梁,设置在所述两个横梁之间的伸缩杆,设置在所述横梁上、平行于所述待焊接钢箱梁的放置方向运动的第一直线模组,以及安装在所述第一直线模组输出端上、位于所述待焊接钢箱梁内部竖直运动的第二直线模组;
[0017]所述第二工业机器人的基座安装位于所述第二直线模组输出端上,且所述第二工业机器人朝下运动。
[0018]优选地或可选地,所述待焊接钢箱梁通过人工点焊预安装在一起。
[0019]本专利技术还提一种所述的钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统的焊接方法,其特征在于,包括:
[0020]步骤1、将底板、两个顶腹板、多个横隔板根据设计需要进行定位,然后通过人工点焊预安装在一起,形成待焊接钢箱梁;
[0021]步骤2、将所述待焊接钢箱梁转移至加工平台处,并将龙门架移动至待焊接钢箱梁的一端;
[0022]步骤3、通过移动小车沿着第一直线导轨滑动,带动激光跟踪装置获取所述待焊接钢箱梁外部的焊缝路径,然后根据底板、顶腹板、横隔板的尺寸计算所述待焊接钢箱梁内部的焊缝路径;
[0023]步骤4、与此同时,第一工业机器人和第二工业机器人调整第一焊枪和第二焊枪的位姿,使得第一焊枪和第二焊枪分别位于顶腹板的两侧,且第一焊枪和第二焊枪始终与焊缝之间保持恒定间距、与底板上焊缝的法向量保持恒定角度;然后通过移动小车带动所述第一焊枪以预定速率沿着待焊接钢箱梁外部的焊缝移动,通过第一直线模组带动所述第一焊枪以预定速率沿着待焊接钢箱梁内部的焊缝移动,且第一焊枪与第二焊枪的焊接点始终位于钢箱梁的焊缝同一位置的外侧和内侧;同时完成底板和两个顶腹板底部之间的焊接;
[0024]步骤5、然后,通过两个第二工业机器人调整两个第二焊枪的位姿,使得两个第二焊枪分别位于横隔板的两侧,且两个第二焊枪始终与焊缝之间保持恒定间距、与横隔板上焊缝的法向量保持恒定角度;然后通过第一直线模组带动两个第二焊枪以预定速率沿着横隔板两侧的焊缝移动,且两个第二焊枪的焊接点始终位于钢箱梁的焊缝同一位置的外侧和内侧;完成横隔板与两个顶腹板侧面、底板上表面之间的焊接;
[0025]步骤6、调整龙门架的位置,重复步骤4、步骤5,完成对整个待焊接钢箱梁的焊接。
[0026]本专利技术涉及一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,相较于现有技术,具有如下有益效果:
[0027]1、本专利技术通过设置第一焊接装置和第二焊接装置,所述第一焊枪和第二焊枪以预定速率沿着焊缝移动,且所述第一焊枪和第二焊枪所对应的焊接点位于待焊接钢箱梁的焊缝同一位置的外侧和内侧,同时对待焊接钢箱梁进行焊接;不仅省去了打磨工艺,大幅节省成本、减少用料,而且两侧同步焊接,大大的节约工时。
[0028]2、本专利技术通过设计激光跟踪装置和工业机器人配合,自动实时调解机器人焊枪的空间位置(TCP)与焊缝的间距保持恒定的基础上,同时自动实时调解焊枪姿态,与焊缝保持恒定的角度(最好是垂直于焊缝),可以实现待焊接板材焊缝空间任意弯曲、任意弧线、任意斜度的线段、任意波纹焊的跟踪焊接,从而达到最佳的焊接效果。
[0029]3、本专利技术通过激光跟踪装置获取焊缝路径,根据焊枪相对与焊缝路径的位姿,然后通过控制焊接装置和移动小车及时调整焊接参数,保证焊接质量。
[0030]4、本专利技术采用至少包括6个自由度的工业机器人,不仅可以实现焊枪在焊缝空间本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,其特征在于,包括:加工平台,被配置为放置待焊接钢箱梁;所述待焊接钢箱梁包括底板,底部设置在所述底板两侧、截面形状为T形、并顶部相隔预定距离的两个顶腹板,以及设置在所述顶腹板和底板之间的多个横隔板;第一焊接装置,包括设置在所述传输装置两侧的第一直线导轨,分别滑动安装在所述第一导轨上的至少两个移动小车,分别设置在所述移动小车上的两个第一工业机器人,以及设置在所述第一工业机器人输出端、且始终与钢箱梁外部的焊缝表面之间保持恒定间距、恒定角度的两个第一焊枪;第二焊接装置,包括设置在所述第一直线导轨外侧的第二直线导轨,滑动安装在两侧第二直线导轨上的龙门架,安装在所述龙门架横梁下表面的两个第二工业机器人,以及设置在所述第二工业机器人输出端、且始终与钢箱梁内部的焊缝表面之间保持恒定间距、恒定角度的两个第二焊枪。2.根据权利要求1所述的钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,其特征在于,所述移动小车上还设置有激光跟踪装置,被配置为检测待焊接钢箱梁上焊缝的实际位置;所述激光跟踪装置包括设置在所述传输装置一侧的立柱,安装在所述立柱上、且平行与所述传输装置的传输面的直线运动模组,以及安装在所述直线运动模组输出端上、且相对于焊缝之间的间距始终保持一致或保持预定范围之内的激光跟踪系统。3.根据权利要求1所述的钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,其特征在于,在所述移动小车上表面、龙门架上分别设置有的电气控制柜,所述电气控制柜分别与第一焊接装置、第二焊接装置之间信号连接。4.根据权利要求1所述的钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,其特征在于,所述第一工业机器人、第二工业机器人至少包括6个自由度。5.根据权利要求4所述的钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,其特征在于,所述第一工业机器人和第二工业机器人结构相同,安装方向相反;所述第一工业机器人包括:基座,转动安装在所述基座上的腰部回转机构,转动安装在所述腰部回转机构上的大臂机构;转动安装在所述大臂机构另一端的小臂机构,转动设置在所述小臂机构另一端的腕部机构,以及转动安装在所述腕部机构另一端、用于安装焊枪的末端执行机构。6.根据权利要求1所述的钢结构桥梁构件总装生产线的焊接系统,其特征在于,所述第一焊枪和第二焊枪均采用深熔焊焊枪。7.根据权利要求1所述的钢结构桥梁构件...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋开邓建春
申请(专利权)人:鸿开智能装备江苏有限公司
类型:发明
国别省市:

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