【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于作业运输焊接，具体涉及一种辙叉半自动化焊补修补装置及方法。
技术介绍
1、辙叉是铁路交通线上的重要设备之一，是铁路结构中易损伤部件，在服役过程中承受着车轮强大的碾压力、冲击力和振动力等复杂作用力，产生磨耗、剥落掉块、裂纹等伤损，致使辙叉产生接触疲劳达不到设计寿命而失效下道。铸造高锰钢辙叉在厂内制造过程中也会出现气孔、裂纹等缺陷。针对上述情况，一般采用手工电弧焊的方式对在线服役辙叉伤损和厂内辙叉缺陷部位进行焊补修复。但是，辙叉在线及厂内焊补修复主要采用的手工电弧焊的方式，修复质量对焊工的技能水平和责任心依赖很大，质量参差不齐，人工劳动强度大，严重影响修复质量、效率和修复后的在线服役时间。
2、自动焊接技术在工业领域已经普遍，辙叉伤损焊补修复自动化焊接势在必行。现有技术中，公告号为cn218695356u公开的一种钢辙叉修复装置，以及公布号为cn115722846a公开的一种用于高锰钢辙叉的修复方法及修复系统，均采用视觉传感器识别缺陷位置。
3、但是，视觉传感器识别缺陷位置容易受复杂环境光线影响，影响识别效果。此外，视觉传感器识别缺陷位置、视觉软件建立空间缺陷空间模型、计算机提取特征位置点和布置焊道的复杂流程，焊接路径规划时间较长，影响线上辙叉补焊效率。此外，受限于视觉识别后建模的局限性，适应性和灵活性不强，无法充分满足多种类型、尺寸等复杂缺陷位置的精确识别和焊接路径规划需求。对此，现提出如下技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题：
2、本专利技术采用的技术方案：一种辙叉半自动化焊补修补装置，包括焊接机器人和焊接机器人控制柜。
3、焊接机器人包括机器人本体和固定机器人本体的框架结构；框架结构底部设有便携式固定夹具。
4、焊接机器人控制柜集成机器人控制器、机器人示教器以及焊接电源；其中，机器人控制器通讯连接机器人示教器。
5、上述技术方案中，作为本专利技术的进一步地改进：焊接机器人控制柜还包括机器人本体接线口，示教器接线口，总电源开关；还包括焊枪接口，电源线接口。
6、上述技术方案中，作为本专利技术的优选技术方案：便携式固定夹具具有两个便捷式闭锁结构；其中第一便捷式闭锁结构用于调节并固定便携式固定夹具整体在框架结构上的位置；第二便捷式闭锁结构设于第一便捷式闭锁结构底部；第二便捷式闭锁结构采用顶紧的方式顶紧辙叉轮缘槽内固定面，将第二便捷式闭锁结构约束固定在辙叉轮缘槽内，从而将焊接机器人整体固定于待焊补辙叉上方。
7、上述技术方案中，作为本专利技术的优选技术方案：框架结构具有水平框架、竖直框架、x向轨道；其中，水平框架安装便携式固定夹具；竖直框架垂直连接水平框架；竖直框架顶端垂直固定支撑连接x向轨道；x向轨道安装沿其x向直线位移的机器人本体；机器人本体还包括y向机构；y向机构的执行末端搭载z向机构；z向机构执行末端搭载竖直朝下的焊枪。
8、上述技术方案中，作为本专利技术的优选技术方案：机器人控制器或机器人示教器集成控制板卡、人机操作界面、电源开/关、指示按钮以及急停按钮。
9、上述技术方案中，作为本专利技术的优选技术方案：人机操作界面包括中心的触控显示屏。
10、触控显示屏屏外左侧从上至下依次设有自定义按钮区、“锁定”按钮、“维护模式”按钮、“自动模式”按钮、“示教模式”按钮。
11、其中，自定义按钮区包括：f1按钮和f2按钮。
12、f1按钮，用于继续执行下一道焊接指令。
13、f2按钮，用于执行插入焊接层道的指令。
14、触控显示屏屏外右侧从上至下依次设有速度百分比调整按钮区、“继续”按钮、“暂停”按钮、“结束”按钮。
15、其中，速度百分比调整按钮区包括：“+”按钮、“f％”按钮、“-”
16、按钮。
17、触控显示屏屏外侧底部设有速度乘数按钮区和移动控制按钮区。
18、其中，速度乘数按钮区包括：“×1”按钮、“×10”按钮、“×100”按钮；移动控制按钮区包括：多个“a+修正”按钮、多个“a-修正”按钮；一个“a+”按钮、一个“a-”按钮；一个“x+”按钮、一个“x-”按钮；一个“y+”按钮、一个“y-”按钮；一个“z+”按钮、一个“z-”按钮。
19、触控显示屏屏外底部还设有“气检”按钮、“焊接工艺”按钮、“送丝”按钮、“退丝”按钮、“起弧”按钮、“熄弧”按钮、“io”按钮、“主菜单”按钮、“手轮”按钮、“连续”按钮。
20、触控显示屏屏外侧顶部设有usb接口和“手轮”按钮。
21、上述技术方案中，作为本专利技术的优选技术方案：机器人控制器或机器人示教器包括“多层多道(取点)”模块和“多层多道(指令)”模块。
22、“多层多道(取点)”模块用于取待焊区域位置点。
23、“多层多道(指令)”模块用于具体焊接参数的设定。
24、“多层多道(取点)”模块取八个点确定焊道尺寸；八个点顺次包括：内侧底部起点(p1)、内侧底部终点(p2)、内侧顶部起点(p3)、内侧顶部终点(p4)、内侧底部起点(p5)、内侧底部终点(p6)、外侧顶部起点(p7)、外侧顶部终点(p8)。
25、其中，外侧顶部起点(p8)、外侧顶部终点(p8)还可根据p1到p6的方向和间距自行确定。
26、“多层多道(指令)”模块下的触控显示屏(301)包括“焊道次数归零”操作单元、“清除取点内容”操作单元、“设定参数”操作单元、“检查完成”操作单元、“到起点”操作单元、“到终点”操作单元、“次数加1”操作单元、“设定电压电流”操作单元、“设定姿态”操作单元、“设定左右摆焊”操作单元。
27、上述技术方案中，作为本专利技术的优选技术方案：“多层多道(取点)”模块或“多层多道(指令)”模块中，对焊接缺陷根据焊接缺陷边界特征的不同分为三种类型：一型缺陷、二型缺陷、三型缺陷。
28、一型缺陷，为边界全闭合式结构；
29、二型缺陷，为单边开放式结构；
30、三型缺陷，为两边开放式结构。
31、其中，开放式结构焊接缺陷的焊道特殊标记，且焊道的焊接参数适应性调整。
32、上述技术方案中，作为本专利技术的进一步地改进：“多层多道(取点)”模块和所述“多层多道(指令)”模块下的触控显示屏(301)还均包括“焊枪输出”操作单元、“起弧”操作单元、“延续起弧”操作单元、“收弧”操作单元、“圆弧焊”操作单元、“前后摆焊”操作单元、“左右摆焊”操作单元、“鱼鳞焊”操作单元、“路径结束”操作单元。
33、上述技术方案中，作为本专利技术的进一步地改进：“设定参数”操作单元包括“层数”设置子模块、“熔池高度”设定子模块、“熔池左宽”设定子模块、“熔池右宽”设定子模块。
34、上述技术方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：包括焊接机器人(1)和焊接机器人控制柜(2)；
2.根据权利要求1所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述焊接机器人控制柜(2)还包括机器人本体接线口(2-1)，示教器接线口(2-2)，总电源开关(2-3)；还包括焊枪接口，电源线接口。
3.根据权利要求1所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述便携式固定夹具(1-3)具有两个便捷式闭锁结构；其中第一便捷式闭锁结构(1-301)用于调节并固定所述便携式固定夹具(1-3)整体在所述框架结构(1-2)上的位置；第二便捷式闭锁结构(1-302)设于所述第一便捷式闭锁结构(1-301)底部；所述第二便捷式闭锁结构(1-302)采用顶紧的方式顶紧辙叉(6)轮缘槽内固定面，将所述第二便捷式闭锁结构(1-302)约束固定在辙叉(6)轮缘槽内，从而将焊接机器人(1)整体固定于待焊补辙叉(6)上方。
4.根据权利要求1或3所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述框架结构(1-2)具有水平框架(1-201)、竖直框架(1-202)、X向轨道(1-
5.根据权利要求1所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述机器人控制器或所述机器人示教器集成控制板卡、人机操作界面(3)、电源开/关、指示按钮以及急停按钮(4)。
6.根据权利要求5所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述人机操作界面(3)包括中心的触控显示屏(301)；
7.根据权利要求1或5所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述机器人控制器或所述机器人示教器包括“多层多道(取点)”模块和“多层多道(指令)”模块；
8.根据权利要求7所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于，所述“多层多道(取点)”模块或“多层多道(指令)”模块中，对焊接缺陷根据焊接缺陷边界特征的不同分为三种类型：一型缺陷(7)、二型缺陷(8)、三型缺陷(9)；
9.根据权利要求7所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述“多层多道(取点)”模块和所述“多层多道(指令)”模块下的触控显示屏(301)还均包括“焊枪输出”操作单元、“起弧”操作单元、“延续起弧”操作单元、“收弧”操作单元、“圆弧焊”操作单元、“前后摆焊”操作单元、“左右摆焊”操作单元、“鱼鳞焊”操作单元、“路径结束”操作单元。
10.根据权利要求7所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于，所述“设定参数”操作单元包括“层数”设置子模块、“熔池高度”设定子模块、“熔池左宽”设定子模块、“熔池右宽”设定子模块。
11.根据权利要求6所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述触控显示屏(301)的子界面还包括焊接设置界面(5)；
12.根据权利要求4所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述焊枪(1-4)为专用气体保护焊机，所述专用气体保护焊机具有小电流焊接功能，轻飞溅短路过渡功能，标配Root根焊功能。
13.根据权利要求7所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述机器人控制器或所述机器人示教器还包括“边界焊道焊接程序”模块；所述“边界焊道焊接程序”模块用于开放式边界侧的焊道自动执行边界焊道焊接程序进行焊接；
14.一种辙叉半自动化焊补修补方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1-13任一所述的辙叉半自动化焊补修补装置；
...【技术特征摘要】
1.一种辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：包括焊接机器人(1)和焊接机器人控制柜(2)；
2.根据权利要求1所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述焊接机器人控制柜(2)还包括机器人本体接线口(2-1)，示教器接线口(2-2)，总电源开关(2-3)；还包括焊枪接口，电源线接口。
3.根据权利要求1所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述便携式固定夹具(1-3)具有两个便捷式闭锁结构；其中第一便捷式闭锁结构(1-301)用于调节并固定所述便携式固定夹具(1-3)整体在所述框架结构(1-2)上的位置；第二便捷式闭锁结构(1-302)设于所述第一便捷式闭锁结构(1-301)底部；所述第二便捷式闭锁结构(1-302)采用顶紧的方式顶紧辙叉(6)轮缘槽内固定面，将所述第二便捷式闭锁结构(1-302)约束固定在辙叉(6)轮缘槽内，从而将焊接机器人(1)整体固定于待焊补辙叉(6)上方。
4.根据权利要求1或3所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述框架结构(1-2)具有水平框架(1-201)、竖直框架(1-202)、x向轨道(1-203)；其中，所述水平框架(1-201)安装所述便携式固定夹具(1-3)；所述竖直框架(1-202)垂直连接所述水平框架(1-201)；所述竖直框架(1-202)顶端垂直固定支撑连接所述x向轨道(1-203)；所述x向轨道(1-203)安装沿其x向直线位移的机器人本体(1-1)；所述机器人本体(1-1)还包括y向机构；所述y向机构的执行末端搭载z向机构；所述z向机构执行末端搭载竖直朝下的焊枪(1-4)。
5.根据权利要求1所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述机器人控制器或所述机器人示教器集成控制板卡、人机操作界面(3)、电源开/关、指示按钮以及急停按钮(4)。
6.根据权利要求5所述的辙叉半自动化焊补修补装置，其特征在于：所述人机操作界面...
【专利技术属性】
技术研发人员：程亮，严安宁，高尚君，李海超，朱子越，
申请(专利权)人：中铁宝桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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