一种适用于网格结构件垂直焊缝的机器人焊接装备及焊接方法

摘要

本申请公开了一种适用于网格结构件垂直焊缝的机器人焊接装备及焊接方法，适用于网格结构件垂直焊缝的机器人焊接装备包括升降臂，升降臂顶端固定安装有升降驱动电机，升降驱动电机带动升降臂作上下纵向运动，升降臂的末端安装有机器人，升降臂上下移动带动机器人进行垂直焊缝的焊接；焊接方法包括：机器人进入焊接准备的位置；计算焊枪需要在X、Y方向偏移的偏移值。通过控制系统使焊枪在焊接过程中实时自动跟踪焊缝。该装置将焊接机器人摆动自动化焊接技术与垂直焊接工艺相结合，适应宽和狭窄空间的垂直自动焊接，提高焊接的搭桥能力，满足我国船舶分段流水线建造和大型网格箱型结构件垂直焊缝自动焊接的需求。

主权项

一种适用于网格结构件垂直焊缝的机器人焊接装备的焊接方法，其特征在于，所述一种适用于网格结构件垂直焊缝的机器人焊接装备，包括可移动门架（7）和安装于可移动门架（7）上端的横向支撑（9），横向支撑（9）的外侧安装有升降臂（5），横向支撑（9）上安装有横向驱动电机（2），横向驱动电机（2）带动横向支撑（9）连同升降臂（5）一起横向移动；所述升降臂（5）顶端固定安装有升降驱动电机（3），升降驱动电机（3）带动升降臂（5）作上下纵向运动，其特征在于，所述升降臂（5）的末端安装有机器人（8），机器人（8）的前端安装有防撞器（13）；机器人（8）上安装有焊枪（10），升降臂（5）上下移动时带动焊枪（10）一起作同步纵向运动，机器人（8）带动焊枪（10）横向来回摆动；所述机器人（8）上安装有用于测量焊枪（10）到工件距离的第一测距传感器（11）和第二测距传感器（12）；所述可移动门架（7）的鞍腿上安装有控制系统（6），所述控制系统（6）与升降驱动电机（3）、横向驱动电机（2）、机器人（8）、第一测距传感器（11）、第二测距传感器（12）连接；所述焊接方法包括以下步骤：第一步，根据焊缝起始位置，横向驱动电机（2）带动升降臂（5）移动到待焊接位置的上方，让机器人（8）进入焊接准备的位置；第二步，控制系统（6）采集第一步中机器人（8）处于焊接准备位置时第一测距传感器（11）和第二测距传感器（12）的DA1 值、DA2 值，其中，DA1 值为第二测距传感器（12）测量到的焊枪（10）到工件X 轴方向的距离，DA2 值为第一测距传感器（11）测量到的焊枪（10）到工件Y 轴方向的距离；第三步，在控制系统（6）中设定升降臂（5）在焊接时提升次数和每次提升的高度；第四步，计算焊枪（10）需要在X 方向偏移的偏移值OX，焊枪（10）需要在Y 方向的偏移值OY；机器人（8）正式焊接时，第一测距传感器（11）和第二测距传感器（12）采集的数值应该分别为D1 和D2，测距传感器入射激光和工件的夹角为γ，γ1 为第一测距传感器（11）入射激光和工件的夹角，γ2 为第二测距传感器（12）入射激光和工件的夹角，则：OX= (DA1‑D1)×SINγ1OY= (DA2‑D2)×SINγ2在得到OX、OY 值之后，焊枪（10）分别在X 方向和Y 方向进行自动偏移，直到焊枪（10）到达正式焊接位置，机器人（8）到达水平方向的焊接位置。