【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电机焊接制造，特别涉及一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站和一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法。
技术介绍
1、空冷发电机的定子装配指的是定子机座与定子铁心的装配，较多采用焊接方式。其中一种常用的焊接结构为“耳板+回形板”结构，如图1所示。即先在定子铁心的夹紧环上焊接耳板，然后通过套装在耳板上的回形板将耳板与机座上的弹簧板相连，从而形成定子铁心与定子机座的连接。其中的焊接接头包括铁心夹紧环与耳板焊接、耳板与回形板焊接、回形板与机座弹簧板焊接共3种。
2、为了保证定子机座与定子铁心间一定的连接强度，定子装配的焊缝尺寸一般都设计的比较大。传统的焊接方式为手工焊条电弧焊或手工co2气体保护焊，这些方式有以下问题：1.手工焊接存在不稳定性，焊条电弧焊和co2气体保护焊的焊接方法均易产生较大的焊接飞溅，为保证定子铁心不受损伤，焊前需要进行复杂的铁心保护工作，生产效率底下；2.空冷发电机产量多、周转速度快，需要的焊工人力资源数量大，而当前人力市场上焊工资源较紧缺，给企业用工造成困难；3.手工焊焊工的劳动强度高，作业环境恶劣，既不利于焊工身心健康，也易因疲劳作业造成焊接质量隐患。因此，有必要对空冷发电机的定子装配焊接进行自动化焊接技术研究，以解决生产中遇到的这些问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
存在的技术问题，为此，提供了一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站和一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，使得生产效率高、焊接过程及焊缝质
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，包括以下步骤：
4、步骤1：在离线编程软件中导入发电机定子装配焊接工件的三维模型，软件根据输入的工件、焊缝尺寸信息，自动进行焊道排布；根据每一道焊缝不同的焊接顺序、焊接位置，从已经积累的焊接参数库中选择单道焊接参数，自动组合后形成整个焊缝的焊接参数组，形成针对每一种发电机机型的焊接程序；
5、步骤2：在上位机软件界面中选取发电机机型，机器人自动从离线编程软件中调用对应发电机机型的焊接程序；
6、步骤3：在自动化焊接工作站中，机器人在地轨上从安全位置自动移动到焊接区域，首先完成铁心夹紧环与耳板的焊接；焊接前，焊枪通过接触寻位的方式，测得工件实际位置与理论位置的偏差，离线编程软件对已有的焊接轨迹进行自动修正；修正完成后，机器人执行焊接作业；
7、步骤4：机器人其次完成回形板与机座弹簧板的焊接；焊接前，焊枪通过接触寻位的方式，测得工件实际位置与理论位置的偏差，离线编程软件对已有的焊接轨迹进行自动修正；修正完成后，机器人执行焊接作业；
8、步骤5：最后完成耳板与回形板的焊接；焊接前，焊枪通过接触寻位的方式，测得工件实际位置与理论位置的偏差，离线编程软件对已有的焊接轨迹进行自动修正；修正完成后，机器人执行焊接作业；
9、步骤6：所有焊缝焊接完成后，机器人自动返回至安全位置。
10、以下为本专利技术中焊接方法进一步限定的技术方案，在焊枪接触寻位的过程中，包括以下步骤：
11、在三维模型工件上建立用户坐标系oxyz，其中原点o及xyz三轴方向由人工设定；
12、当实际的工件摆放位置与理论存在偏差时，焊枪的焊丝尖端从三个互相垂直的方向分别触碰工件表面，接触时焊接电源的空载电压瞬间下降为零；
13、当机器人检测到空载电压变化时，机器人停止运动，并记录下当前位置坐标，进而计算出实际工件的用户坐标系o’x’y’z’，通过如下公式可计算出用户坐标系oxyz和o’x’y’z’之间的位置关系：
14、[用户坐标系oxyz]＝[转换矩阵]×[用户坐标系o’x’y’z’]；
15、得到[转换矩阵]后，通过数学处理可求得[转换矩阵]’；
16、再通过如下公式求出多层多道焊接路径上所有标签点的位置坐标，进而得出在新用户坐标系下所有的焊接轨迹，实现对原有焊接轨迹的修正：
17、[x′y′z′a′b′c′]＝[转换矩阵]’×[xyzabc]。
18、以下为本专利技术中焊接方法进一步限定的技术方案，所述焊接程序包括机器人运动轨迹及焊接工艺参数。
19、一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，用于实现上述的焊接方法，包括xyz三维运动机构，所述xyz三维运动机构上安装有六轴工业机器人，所述六轴工业机器人上安装有焊接机构，所述xyz三维运动机构、六轴工业机器人和焊接机构均电性连接工作站控制系统，所述工作站控制系统用于控制xyz三维运动机构、六轴工业机器人和焊接机构的工作运行；所述工作站控制系统包括离线编程软件，所述离线编程软件用于形成针对每一种发电机机型的焊接程序；所述工作站的两侧安装有安全防护装置。
20、以下为本专利技术中焊接工作站进一步限定的技术方案，所述焊接机构包括焊枪、送丝机构和清枪剪丝器，所述焊枪和送丝机构相配合，所述焊枪和送丝机构均与清枪剪丝器相配合，所述焊枪电性连接焊接电源，所述焊接电源设为脉冲焊接电源。
21、以下为本专利技术中焊接工作站进一步限定的技术方案，所述xyz三维运动机构包括x轴运动机构、y轴运动机构和z轴运动机构，所述x轴运动机构、y轴运动机构和z轴运动机构三者的运动方向两两垂直，所述x轴运动机构为地面轨道，所述y轴运动机构为升降轨道，所述x轴运动机构和所述y轴运动机构滑动配合且两者的运动方向相垂直，所述y轴运动机构和z轴运动机构滑动配合且两者的运动方向相垂直。
22、以下为本专利技术中焊接工作站进一步限定的技术方案，所述六轴工业机器人设有2台，且分别位于发电机定子机座两侧，2台六轴工业机器人同时焊接，以避免单侧焊接可能造成的定子铁心与机座相对位置偏移，所述六轴工业机器人安装在z轴运动机构上。
23、以下为本专利技术中焊接工作站进一步限定的技术方案，所述工作站控制系统包括上位机、plc控制器、触摸屏和主控制柜，所述触摸屏安装在主控制柜的前面板上，所述plc控制器安装在主控制柜内。
24、相对于现有技术，本专利技术具有如下技术效果：
25、1、本专利技术通过采用机器人替代手工进行焊接，提高了空冷发电机定子装配焊接的生产效率；
26、2、本专利技术通过采用脉冲焊接电源搭配合适的焊接工艺参数，实现了低飞溅的焊接效果，有助于提升发电机定子的整体清洁度；
27、3、本专利技术通过采用离线编程软件配合焊枪接触寻位，实现了焊接过程的全自动化，无需人工干预，降低了人力资源成本。
28、下面结合附图与实施例，对本专利技术进一步说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，其特征在于，在焊枪接触寻位的过程中，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，其特征在于，所述焊接程序包括机器人运动轨迹及焊接工艺参数。
4.一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，用于实现权利要求1-3任一项所述的焊接方法，其特征在于，包括XYZ三维运动机构，所述XYZ三维运动机构上安装有六轴工业机器人，所述六轴工业机器人上安装有焊接机构，所述XYZ三维运动机构、六轴工业机器人和焊接机构均电性连接工作站控制系统，所述工作站控制系统用于控制XYZ三维运动机构、六轴工业机器人和焊接机构的工作运行；所述工作站控制系统包括离线编程软件，所述离线编程软件用于形成针对每一种发电机机型的焊接程序；所述工作站的两侧安装有安全防护装置。
5.根据权利要求4所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，其特征在于，所述焊接机构包括焊枪、送丝机构和清枪剪丝器，所述焊枪和送丝机构
6.根据权利要求4所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，其特征在于，所述XYZ三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，所述X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构三者的运动方向两两垂直，所述X轴运动机构为地面轨道，所述Y轴运动机构为升降轨道，所述X轴运动机构和所述Y轴运动机构滑动配合且两者的运动方向相垂直，所述Y轴运动机构和Z轴运动机构滑动配合且两者的运动方向相垂直。
7.根据权利要求6所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，其特征在于，所述六轴工业机器人设有2台，且分别位于发电机定子机座两侧，2台六轴工业机器人同时焊接，以避免单侧焊接造成的定子铁心与机座相对位置偏移，所述六轴工业机器人安装在Z轴运动机构上。
8.根据权利要求4所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，其特征在于，所述工作站控制系统包括上位机、PLC控制器、触摸屏和主控制柜，所述触摸屏安装在主控制柜的前面板上，所述PLC控制器安装在主控制柜内。
...【技术特征摘要】
1.一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，其特征在于，在焊枪接触寻位的过程中，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接方法，其特征在于，所述焊接程序包括机器人运动轨迹及焊接工艺参数。
4.一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，用于实现权利要求1-3任一项所述的焊接方法，其特征在于，包括xyz三维运动机构，所述xyz三维运动机构上安装有六轴工业机器人，所述六轴工业机器人上安装有焊接机构，所述xyz三维运动机构、六轴工业机器人和焊接机构均电性连接工作站控制系统，所述工作站控制系统用于控制xyz三维运动机构、六轴工业机器人和焊接机构的工作运行；所述工作站控制系统包括离线编程软件，所述离线编程软件用于形成针对每一种发电机机型的焊接程序；所述工作站的两侧安装有安全防护装置。
5.根据权利要求4所述的一种空冷发电机定子装配的自动化焊接工作站，其特征在于，所述焊接机构包括焊枪、送丝机构和清枪剪丝器，所述焊枪和送丝机构相配合...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛烨晨，钱依雯，张明，陈家骏，周瑜，徐施陈，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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