【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，尤其是涉及一种大尺寸构件的自动焊接方法及自动焊接机器人系统。
技术介绍
1、焊接，是一种以加热、高温的方式结核金属的制造工艺及技术；在现有的生产技术中，大尺寸构件的焊接，一般采用人工焊接操作，生产效率低，而引入焊接机器人可以大大减少人工投入，提高生产效率；但由于焊接机器人的工作半径有限，在用于空间结构尺寸大的金属构件的焊接时，仍需要人工对焊接机器人进行移动或者放置多台焊接机器人，导致操作繁琐和成本高昂；同时，人工进行构件的固定和摆放，导致耗时长，工作效率低，并且放置精度低。
2、因此，针对上述问题本专利技术急需提供一种大尺寸构件的自动焊接方法及自动焊接机器人系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种大尺寸构件的自动焊接方法及自动焊接机器人系统，通过将焊接机器人和抓取机器人可拆卸地安装在各龙门架上的设计以解决现有技术中存在的不适用较大尺寸金属构件的焊接和人工摆放产生的精度低的技术问题。
2、本专利技术提供的一种大尺寸构件的自动焊接方法，包括如下步骤：
3、1）搭建自动焊接机器人系统，包括焊接平台，焊接平台一侧设有堆料区，焊接平台上方沿其长度方向设有两个间隔设置的第一龙门架和第二龙门架，第一龙门架和第二龙门架的底部分别通过第一移动机构和第二移动机构与位于焊接平台两侧的龙门地轨连接，第一龙门架安装有抓取机器人，抓取机器人上安装有视觉识别模块，第二龙门架安装有焊接机器人，焊接机器人上安装有视觉定位模块及焊缝识别模块；焊接平
4、2）建立多焊接管大尺寸构件的二维模型，获取各焊接管的相对方位；
5、3）第一移动机构将第一龙门架移动至堆料区上方，控制抓取机器人通过抓取机器人机械臂上的抓取夹具抓取金属方管；
6、4）第一移动机构将第一龙门架移动至焊接平台上方，抓取机器人机械臂在所述视觉识别模块的辅助下调整金属方管的姿态达到标准姿态，其中，所述标准姿态为固定夹具对金属方管进行固定的姿态；抓取机器人机械臂将金属方管放置于焊接平台上并持续抓持，控制自锁紧安装架固定金属方管；在金属方管被固定的过程中，金属方管无法到达标准姿态的情况下，机械臂通过视觉识别系统不停调整金属方管的姿态达到标准姿态；重复上述操作直至完成所有焊接管的放置与固定；
7、5）第二移动机构将第二龙门架移动至焊接平台上方，视觉定位模块扫描焊接工件获取焊接工件的图像，根据提取的图像建立工件的二维模型，将二维模型输入径向基神经网络模型中，生成焊缝向量线段组和对应焊接的空间轨迹，根据焊缝向量线段组和对应焊接的空间轨迹控制焊接机器人移动，完成对工件焊缝的焊接；
8、6）焊缝识别系统扫描焊接工件获取焊接工件的图像，识别焊缝并判断是否存在焊接不完全的焊缝，若存在，则控制器控制焊接机器人进行再次焊接；若否，则结束焊接过程，获得产品。
9、优选地，自锁紧安装架将焊接工件固定于焊接平台上后，第一龙门架和抓取机器人离开焊接平台上方。
10、本专利技术还提供了一种大尺寸构件的自动焊接机器人系统，包括焊接平台，焊接平台一侧设有堆料区，焊接平台上方沿其长度方向设有两个间隔设置的第一龙门架和第二龙门架，第一龙门架和第二龙门架的底部分别通过第一移动机构和第二移动机构与位于焊接平台两侧的龙门地轨连接，第一龙门架安装有抓取机器人，抓取机器人上安装有视觉识别模块，第二龙门架安装有焊接机器人，焊接机器人上安装有视觉定位模块及焊缝识别模块；焊接平台上安装有用于固定各焊接管的电控自锁紧安装架；还包括控制器；
11、第一龙门架与第二龙门架均包括两间隔布设的龙门立柱，各龙门立柱底端固定于龙门地轨上并且可沿龙门地轨滑动，各龙门立柱顶端布设有龙门基座，龙门基座的侧壁设置有用于安装抓取机器人和焊接机器人的龙门安装架；还包括用于驱动龙门安装架沿位于龙门基座顶部的龙门轨道运动的龙门驱动电机；
12、抓取机器人包括抓取机器人底座，抓取机器人底座上安装有抓取机器人机械臂，抓取机器人机械臂顶端安装有用于抓取焊接工件的抓取夹具；还包括用于驱动抓取机器人机械臂的抓取机器人驱动电机；抓取机器人上还安装有视觉识别系统；
13、焊接机器人包括焊接机器人底座，焊接机器人底座上安装有焊接机器人机械臂，焊接机器人机械臂底端安装有用于抓取焊枪的焊接夹具；还包括用于驱动焊接机器人机械臂的焊接机器人驱动电机；焊接机器人上还安装有视觉定位系统及焊缝识别系统。
14、优选地，控制系统包括，抓取机器人上的视觉识别系统、焊接机器人上的视觉定位系统及焊缝识别系统，用于生成焊接工件的放置坐标、焊接机器人的焊接点坐标及需要再次焊接的焊缝坐标并传送给控制器；
15、控制器，包括放置控制模块、固定控制模块、焊接控制模块及焊缝识别模块；放置控制模块，用于接收来自视觉识别系统的焊接工件的放置坐标并向安装有抓取机器人的第一龙门架与抓取机器人发送放置指令；固定控制模块，用于在抓取机器人将焊接工件放置于焊接平台上后向自锁紧安装架发送固定指令；焊接控制模块，用于接收来自视觉定位系统的焊接点坐标并向安装有焊接机器人的第二龙门架与焊接机器人发送焊接指令；焊缝识别模块，用于接收来自焊缝识别系统的信息并判断是否存在焊接不完全的焊缝，若存在则向焊接机器人发送再次焊接指令；
16、第一龙门架与第二龙门架，用于接收来自放置控制模块的放置指令与来自焊接控制模块的焊接指令并执行，分别将抓取机器人与焊接机器人移动至焊接平台上方；
17、抓取机器人，用于接收来自放置控制模块的放置指令并执行，将焊接工件放置于焊接平台上的指定位置；
18、自锁紧安装架，用于接收来自固定控制模块的放置指令并执行，将焊接工件固定于焊接平台上；
19、还包括焊接机器人，用于接收来自焊接控制模块的焊接指令并执行，对固定于焊接平台上的焊接工件进行焊接，并接收来自焊缝识别模块的信号并执行，对焊接不完全的焊缝进行再次焊接。
20、优选地，自锁紧安装架包括固定于底座顶部的自锁紧安装架安装底座，自锁紧安装架安装底座两侧向上延伸出自锁紧安装架安装支架，自锁紧安装架安装支架上安装有自锁紧安装架固定夹具，自锁紧安装架固定夹具的一端用于固定焊接工件，另一端连接有自锁紧安装架气动推杆。
21、优选地，抓取机器人和焊接机器人分别通过位于抓取机器人底座上的抓取机器人底座定位孔、位于焊接机器人底座上的焊接机器人底座定位孔与位于龙门安装架上的龙门安装销可拆卸连接。
22、优选地，抓取机器人机械臂与焊接机器人机械臂均为六自由度机械手臂。
23、优选地，焊枪的中心轴线与焊接机器人机械臂的最后一轴的轴线重合。
24、优选地，抓取夹具为电磁吸盘。
25、优选地，第一龙门架与第二龙门架底部分别设有用于分别驱动第一龙门架与第二龙门架沿龙门地轨移动的第一驱动电机与第二驱动电机，各驱动电机与控制器电连接。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大尺寸构件的自动焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1述的大尺寸构件的自动焊接方法，其特征在于：自锁紧安装架（103）将焊接工件（102）固定于焊接平台（1）上后，第一龙门架（2）和抓取机器人（3）离开焊接平台（1）上方。
3.一种基于如权利要求1-2所述的大尺寸构件的自动焊接方法的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：自锁紧安装架（103）包括固定于底座（101）顶部的自锁紧安装架安装底座（1031），自锁紧安装架安装底座（1031）两侧向上延伸出自锁紧安装架安装支架（1032），自锁紧安装架安装支架（1032）上安装有自锁紧安装架固定夹具（1033），自锁紧安装架固定夹具（1033）的一端用于固定焊接工件（102），另一端连接有自锁紧安装架气动推杆（1034）。
6.根据权利要求5所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：抓取机器人（3）和
7.根据权利要求6所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：抓取机器人机械臂（302）与焊接机器人机械臂（402）均为六自由度机械手臂。
8.根据权利要求7所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：焊枪（405）的中心轴线与焊接机器人机械臂（402）的最后一轴的轴线重合。
9.根据权利要求8所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：抓取夹具（303）为电磁吸盘。
10.根据权利要求9所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：所述第一驱动电机与所述第二驱动电机分别与控制器电连接。
...【技术特征摘要】
1.一种大尺寸构件的自动焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1述的大尺寸构件的自动焊接方法，其特征在于：自锁紧安装架（103）将焊接工件（102）固定于焊接平台（1）上后，第一龙门架（2）和抓取机器人（3）离开焊接平台（1）上方。
3.一种基于如权利要求1-2所述的大尺寸构件的自动焊接方法的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的大尺寸构件的自动焊接机器人系统，其特征在于：自锁紧安装架（103）包括固定于底座（101）顶部的自锁紧安装架安装底座（1031），自锁紧安装架安装底座（1031）两侧向上延伸出自锁紧安装架安装支架（1032），自锁紧安装架安装支架（1032）上安装有自锁紧安装架固定夹具（1033），自锁紧安装架固定夹具（1033）的一端用于固定焊接工件（102），另一端连接有自锁紧安装架气动推杆（10...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞盈，朱浩博，文湘隆，吴华春，李义全，陈万康，
申请(专利权)人：北玻院滕州复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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