CN113275702A - 建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置及其调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，该装置包括底座、置于底座上的左支撑柱和右支撑柱以及与控制器相连的焊接机器人。底座上设有下料斜梯，该下料斜梯的一侧设有左支撑柱，另一侧设有沉槽；左支撑柱的内侧分别设有左安装夹盘和焊缝激光测量仪，外侧设有支架及置于支架上的伺服电机Ⅱ，该伺服电机Ⅱ与左安装夹盘相连；沉槽两侧设有两根导轨，该导轨上设有右支撑柱；右支撑柱上设有从动旋转盘；焊接机器人设在下料斜梯的正后方；焊缝激光测量仪、伺服电机Ⅱ分别与控制器相连。同时，本发明还提供了该装配装置的调控方法。本发明可实现焊接过程中精准定位焊缝位置的目的。

Description

建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置及其调控方法

技术领域

本发明涉及加肋球体的自动化焊接技术领域，尤其涉及建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置及其调控方法。

背景技术

各类大型的体育场馆及各类大型钢架结构中，采用节点球作为连接点以连接各方向钢架。节点球是由中间加肋板的两个半圆空心钢球通过电弧焊接连接在一起的不同直径的钢制球体。

目前，所有钢结构厂家生产节点球均采用传统人工手工焊接，造成焊接质量差、生产效率低、焊缝合格率波动偏差大等问题。虽在专利CN 107252950A中提出一种采用焊接机器人实现焊接球自动化焊接的方法，但方法中提到，节点球（焊接球又名节点球）焊前尺寸及节点球坡口到位尺寸需要满足在一定区间范围内，且焊接过程中无法对节点球焊接情况进行监控，造成焊接机器人焊接实用性不足。专利CN112247455 A中提出一种利用导向板实现焊接球快速定位的焊接平台及其控制方法，虽然因导向板的加入，增加了节点球焊前的位置修正，但是对加肋板节点球位置的调整效果不佳，同时焊接过程中，未能实现焊接焊缝实时监控，无法对焊接时的节点球位置作出准确调整。

因此，节点球焊接由机器人自动化焊接代替传统手工焊接时，主要面临前道加工工序精度差、坡口位置无法与焊接机器人配合、节点球无法精确定位和有效夹持的问题。

为了实现机器人自动化焊接，必须使得节点球待焊坡口位置精确到位在焊枪待焊处。目前，机器人焊接节点球时，由于机器人无法得知待焊的坡口位置，因此，需要配套相应的装配装置。而现有的装配装置方案为了将节点球固定在夹持装置两端，需要采用磁吸夹盘的方式，而磁吸夹盘由于其带有磁力，会对焊接过程产生磁力影响，使得焊接过程不稳定，无法施焊。

节点球待焊坡口前道加工工序精度差，是由于构成的节点球的半圆空心钢球的前道工序是采用氧乙炔切割的方式，致使节点球待焊坡口的底部间隙、坡口宽度、垂直圆度等都发生很大的波动。如果不对其坡口状态进行再现，采用传统机器人直接定参数施焊，在坡口底部间隙大的位置，会导致焊漏发生，在坡口宽度大的位置又会发生焊缝塌陷、侧壁未熔合等缺陷，致使机器人焊接无法在节点球焊接上使用。同时现有的自动化焊接中，对焊缝尺寸精度要求很高，由于前道工序导致的坡口装配误差不可控，并不是所有节点球焊道都可以进行机器人焊接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现焊接过程中精准定位焊缝位置的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置的调控方法。

为解决上述问题，本发明所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：该装置包括底座、置于所述底座上的左支撑柱和右支撑柱以及与控制器相连的焊接机器人；所述底座上设有下料斜梯，该下料斜梯的一侧设有所述左支撑柱，另一侧设有沉槽；所述左支撑柱的内侧分别设有左安装夹盘和焊缝激光测量仪，外侧设有支架及置于所述支架上的伺服电机Ⅱ，该伺服电机Ⅱ与所述左安装夹盘相连；所述沉槽两侧设有两根导轨，该导轨上设有所述右支撑柱；所述右支撑柱上设有从动旋转盘；所述焊接机器人设在所述下料斜梯的正后方；所述焊缝激光测量仪、所述伺服电机Ⅱ分别与所述控制器相连。

该装置还包括柔性夹具；所述柔性夹具包括均呈半圆形的左夹具和右夹具；所述左夹具上设有左夹具把手和定位板，该定位板的定位精度面与所述左安装夹盘的精度面相接触；所述右夹具上分别设有右夹具把手和定位凸台，该定位凸台***节点球的待焊坡口；所述左夹具与所述右夹具的一端通过定位销相连，另一端通过连接杆相连。

所述柔性夹具夹持待焊坡口焊缝角度为40~70°的所述节点球，并将所述节点球的待焊坡口限制在焊枪的待焊区域。

所述左夹具把手与所述右夹具把手对称设置在中心水平面上。

所述定位板设在所述定位销与所述左夹具把手之间的所述左夹具的左侧。

所述定位凸台设在所述连接杆与所述右夹具把手之间的所述右夹具的左侧。

所述柔性夹具内设有四段不连续的所述定位凸台。

所述定位凸台的截面为T型，环绕在所述右夹具的内侧；所述定位凸台上贴敷有柔性材料。

所述左夹具与所述右夹具上均设有数个与所述定位销相匹配的定位销孔。

所述左安装夹盘呈圆形，其一侧中心内设有底部呈半球面的中空圆柱体，中心端面内置到位传感器Ⅰ和到位传感器Ⅱ，另一侧设有轴承连接杆；所述中空圆柱体的底部轴心处设有弹簧，该弹簧连有触发杆；所述触发杆与所述弹簧相接处设有中心到位传感器；所述触发杆周边的所述中空圆柱体的底部上设有弹簧卡盘，该弹簧卡盘的端面上设有防滑橡胶Ⅰ；所述轴承连接杆穿过设在所述左支撑柱上的孔，且其底端设有齿轮Ⅱ，该齿轮Ⅱ与设在所述伺服电机Ⅱ的轴上的齿轮Ⅰ相啮合；所述到位传感器Ⅰ、所述到位传感器Ⅱ、所述中心到位传感器通过信号线分别与所述控制器相连。

所述左安装夹盘内设有4个所述弹簧卡盘。

所述从动旋转盘呈圆形，内设左接触盘，并通过轴承活动Ⅰ安装于所述右支撑柱上；所述左接触盘为半球面结构，且半球面内设有防滑橡胶Ⅱ。

所述焊缝激光测量仪包括扫描探头以及连接在一起的支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ；所述支撑杆Ⅰ通过连接关节与所述支撑杆Ⅱ相连，该支撑杆Ⅱ固定在所述左支撑柱的内侧下部；所述扫描探头通过导线Ⅰ与所述控制器相连。

所述右支撑柱上分别设有上孔和下孔；所述上孔通过轴承活动Ⅱ与所述从动旋转盘相连；所述下孔贯穿有螺杆，该螺杆的一端***所述底座，并与所述沉槽的内壁通过轴承活动Ⅲ连接；所述螺杆的另一端通过轴承连有伺服电机Ⅰ，该伺服电机Ⅰ通过导线Ⅱ与所述控制器相连。

该装置还包括控速踏板，该控速踏板设在与所述焊接机器人相对的所述底座的一侧，并通过导线Ⅲ与所述控制器相连。

如上所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置的调控方法，包括以下步骤：

⑴节点球的预拼装：

将中间加有肋板的两个空心半圆钢球拼装点焊，使得节点球的坡口焊缝一周点焊有3~4个焊点，即完成节点球焊前预拼装；

⑵柔性夹具固定所述节点球：

将所述柔性夹具中的定位销拔出，以连接杆为轴，将左夹具和右夹具向相反方向打开；将所述节点球置于所述柔性夹具内，使得定位凸台***所述节点球的待焊坡口内；然后将所述左夹具和所述右夹具向相向方向转动，恢复至之前打开位置后，根据所述节点球的直径大小将所述定位销***相应的定位销孔内；

⑶所述节点球焊前位置安装：

将尼龙提升带系在所述柔性夹具的左夹具把手和右夹具把手上，通过行车提升夹持有所述节点球的所述柔性夹具到左安装夹盘的水平中轴上，使所述柔性夹具的定位板的精度面与所述左安装夹盘的精度面方向一致；通过控制器控制伺服电机Ⅰ的转速，以启动所述伺服电机Ⅰ带动底座内的螺杆，使装有从动旋转盘的右支撑柱沿着导轨一起向所述左安装夹盘移动；所述从动旋转盘接触到由所述柔性夹具夹持的所述节点球后继续向左侧移动，致使所述节点球也向左运动，直至所述节点球球面与所述左安装夹盘内弹簧夹盘到位接触；且触发杆受所述节点球挤压触发中心到位传感器；同时所述定位板的定位精度面与所述左安装夹盘的精度面到位接触，触发该处的到位传感器Ⅰ和到位传感器Ⅱ；此时，所述控制器对所述伺服电机Ⅰ发出转动停止指令，所述右支撑柱向左移动到位停止，则所述节点球的待焊坡口被限制在焊接机器人的焊枪下的待焊区域；

⑷卸下所述柔性夹具：

拔出所述定位销，以所述连接杆为轴，所述左夹具与所述右夹具向相反方向打开，将所述柔性夹具卸下；

⑸启动焊缝追踪扫描：

所述控制器对伺服电机Ⅱ发出启动指令，该伺服电机Ⅱ通过齿轮Ⅰ与齿轮Ⅱ啮合，带动左安装夹盘顺时针旋转；所述左安装夹盘带动所述节点球顺时针旋转，焊缝激光测量仪对所述节点球的待焊坡口进行扫描，形成三维焊缝形貌后回传至所述控制器；然后所述控制器与数据库中焊缝预设位置进行比对；

⑹所述节点球的焊接：

若所述节点球的待焊坡口与所述焊接机器人预设计位置偏差较大，或经过焊缝激光测量仪回传的焊缝坡口形貌判断，是因前道工序氧乙炔加工造成的组成节点球的半圆空心钢球精度偏差过大，此时转入人工电弧焊接；操作人员通过控速踏板进行转速调节，使得所述左安装夹盘带动所述节点球平稳转动，完成焊接；

若焊缝位置未在所述焊接机器人的焊枪预设计位置，用弹簧卡盘对所述节点球进行位置微调后使坡口焊缝的到位尺寸达到自动焊接范围，所述焊接机器人进行自动化焊接；同时所述焊缝激光测量仪跟踪检测所述焊接机器人的焊枪电弧与所述节点球的待焊坡口的位置及焊接过程中电弧状态；

⑺出料、加工完成：

焊接完成后，焊接完成后，所述控制器对伺服电机Ⅰ发出启动指令，该伺服电机Ⅰ通过螺杆带动所述右支撑柱向右匀速移出，焊接完成的所述节点球通过下料滑梯滑出，整个焊接工序完成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明使用柔性夹具夹持节点球的待焊坡口，并利用柔性夹具中定位板的定位精度面与左安装夹盘的精度面接触的方式，确保待焊坡口的到位精度。

2、本发明柔性夹具中的定位凸台***节点球的待焊坡口，目的是实现柔性夹具准确再现坡口的位置状态。

3、本发明中定位凸台的截面为T型，环绕在右夹具的内侧；定位凸台上贴敷有柔性材料。在节点球圆度差或表面粗糙部位，因T型定位凸台上有柔性材料的贴敷，使得柔性夹具3中定位凸台的柔性材料可与节点球坡口面紧密贴合。

4、本发明中左夹具与右夹具上均设有数个与定位销相匹配的定位销孔，以适应不同尺寸和半径有波动的节点球的稳定夹持。

5、本发明中柔性夹具内设计四段不连续的定位凸台结构，以有效避开节点球因点焊而带来的焊瘤，使得定位凸台可以有效***节点球坡口内。

6、本发明中柔性夹具设有右夹具把手、左夹具把手，增强了节点球搬运便捷性。

7、本发明中定位凸台上贴敷有柔性材料，且定位凸台***节点球的待焊坡口，可适应节点球的待焊坡口的焊缝角度为40~70°，即凸台可以夹持住40~70°范围内的坡口焊缝，因此，对焊缝粗糙度适应性强，增加使用通用性。

8、本发明采用柔性夹具配合刚性夹盘（左安装夹盘和右从动旋转盘），左安装夹盘和右从动旋转盘同时顶住球体，直接将球体抱住的方式，在不外加磁力的前提下，通过弹簧卡盘的位置微调及加紧，保证了节点球的稳定夹持。同时一侧柔性夹具的定位板端面可以有效保证精度并进行精度传递，使得节点球的待焊坡口位置精确到位，为机器人焊接提供必要的基础。

9、本发明中弹簧卡盘的端面上设有防滑橡胶Ⅰ，因此，当伺服电机Ⅱ启动，使得左安装夹盘带动节点球工作时，增加节点球焊接过程中的摩擦力，防止打滑。

10、本发明中左支撑柱的内侧设有焊缝激光测量仪，因此，可以采用激光波纹的手段预先对坡口状态进行扫描，通过对坡口状态的获得，可以进一步为机器人提供离线和在线变参数的工况支持。同时，焊接过程中焊缝激光测量仪对焊接状况实时监控，回传实时焊接数据，控制器对焊接位置及工艺参数做出实时修正，提高节点球焊接合格率，进而提高焊接成品质量。

11、本发明中因弹簧卡盘与左安装夹盘之间设有弹簧。弹簧卡盘静止状态时，弹簧卡盘位置高于左安装夹盘的中心球面，形成位置余量，因此，可对焊前球面度不规整的节点球进行位置微调，调节安装中节点球焊缝坡口到位和焊接中的焊枪电弧与节点球坡口的位置偏差，使焊接可以正常进行。

12、本发明增设控速踏板以辅助进行手工焊接的功能。同时在焊缝激光测量仪设计双工位条件，当不符合自动化焊接机器人预设焊接坡口精度要求时，则转入手工焊接模式。

13、采用本发明后，焊缝激光测量仪会对节点球焊缝进行三维扫描，将数据回传控制器内，控制器对焊缝尺寸与理论焊接范围进行对比，对焊接前位置进行最优调整后，进行自动焊接。如因前道坡口状态偏差较大，不在理论尺寸范围内，本发明会自动转入手工焊接程序，通过控速踏板，使得焊接平稳进行，增加焊接安全性及实际焊接精度，不但节省节点球转运，安装等操作时长，而且提升整体生产效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的***图。

图3为本发明中柔性夹具示意图。

图4为本发明中左安装夹盘结构示意图。

图5为本发明中左安装夹盘正视图。

图6为本发明中A-A剖视图。

图7为本发明中从动旋转盘结构示意图。

图8为本发明中焊缝激光测量仪结构示意图。

图9为本发明中节点球结构示意图。

图10为本发明的工作示意图。

图中：1-底座；2-左支撑柱；3-柔性夹具；4-焊接机器人；5-控制器；6-右支撑柱；7-控速踏板；8-左安装夹盘；9-从动旋转盘；10-导轨；11-下料斜梯；12-焊缝激光测量仪；13-节点球；14-左夹具把手；15-定位板；16-左夹具；17-定位销；18-右夹具；19-右夹具把手；20-定位凸台；21-连接杆；22-到位传感器Ⅰ；23-弹簧卡盘；24-触发杆；25-到位传感器Ⅱ；26-左接触盘；27-伺服电机Ⅰ；28-螺杆；29-伺服电机Ⅱ；30-齿轮Ⅰ；31-中心到位传感器；32-齿轮Ⅱ；33-扫描探头；34-支撑杆Ⅰ；35-连接关节；36-支撑杆Ⅱ；37-信号线；38-防滑橡胶Ⅱ；39-待焊坡口；40-焊枪；41-中空圆柱体；42-轴承连接杆。

具体实施方式

如图1~9所示，建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，该装置包括底座1、置于底座1上的左支撑柱2和右支撑柱6以及与控制器5相连的焊接机器人4。

底座1上设有下料斜梯11，该下料斜梯11的一侧设有左支撑柱2，另一侧设有沉槽；左支撑柱2的内侧分别设有左安装夹盘8和焊缝激光测量仪12，外侧设有支架及置于支架上的伺服电机Ⅱ29，该伺服电机Ⅱ29与左安装夹盘8相连；沉槽两侧设有两根平行设置的导轨10，该导轨10上设有右支撑柱6；右支撑柱6上设有从动旋转盘9；焊接机器人4设在下料斜梯11的正后方；焊缝激光测量仪12、伺服电机Ⅱ29分别与控制器5相连。

该装置还包括柔性夹具3（如图3所示）。柔性夹具3包括均呈半圆形的左夹具16和右夹具18；左夹具16上设有左夹具把手14和定位板15，该定位板15的定位精度面与左安装夹盘8的精度面相接触；右夹具18上分别设有右夹具把手19和定位凸台20，该定位凸台20***节点球13的待焊坡口39；左夹具16与右夹具18的一端通过定位销17相连，另一端通过连接杆21相连。柔性夹具3为定位工装，当完成节点球13到位安装及节点球13待焊坡口的到位约束后，柔性夹具3卸下。

其中：柔性夹具3夹持待焊坡口39焊缝角度为40~70°的节点球13，并将节点球13的待焊坡口39限制在焊枪40的待焊区域。

左夹具把手14与右夹具把手19对称设置在中心水平面上。

定位板15设在定位销17与左夹具把手14之间的左夹具16的左侧。

定位凸台20设在连接杆21与右夹具把手19之间的右夹具18的左侧。

柔性夹具3内设有四段不连续的定位凸台20。

定位凸台20的截面为T型，环绕在右夹具18的内侧；该定位凸台20与柔性夹具3主体为一体结构。定位凸台20上贴敷有柔性材料，以满足不同尺寸精度的节点球坡口。定位凸台20设计的长度宽度和角度的过盈配合。

左夹具16与右夹具18上均设有数个与定位销17相匹配的定位销孔。

左安装夹盘8呈圆形，其一侧中心内设有底部呈半球面的中空圆柱体41，中心端面内置到位传感器Ⅰ22和到位传感器Ⅱ25，另一侧设有轴承连接杆42（如图4~6所示）。中空圆柱体41的底部轴心处设有弹簧，该弹簧连有触发杆24；触发杆24与弹簧相接处设有中心到位传感器31；触发杆24周边的中空圆柱体41的底部上设有弹簧卡盘23，该弹簧卡盘23的端面上设有防滑橡胶Ⅰ；轴承连接杆42穿过设在左支撑柱2上的孔，且其底端设有齿轮Ⅱ32，该齿轮Ⅱ32与设在伺服电机Ⅱ29的轴上的齿轮Ⅰ30相啮合；到位传感器Ⅰ22、到位传感器Ⅱ25、中心到位传感器31通过信号线37分别与控制器5相连。

左安装夹盘8内设有4个弹簧卡盘23。弹簧卡盘23通过弹簧安放于左安装夹盘8球面内。

从动旋转盘9呈圆形，内设左接触盘26，并通过轴承活动Ⅰ安装于右支撑柱6上（如图7所示）。左接触盘26为半球面结构，且半球面内设有防滑橡胶Ⅱ38。

焊缝激光测量仪12包括扫描探头33以及连接在一起的支撑杆Ⅰ34和支撑杆Ⅱ36（如图8所示）。支撑杆Ⅰ34通过连接关节35与所述支撑杆Ⅱ36相连，该支撑杆Ⅱ36固定在左支撑柱2的内侧下部；扫描探头33通过导线Ⅰ与控制器5相连。焊缝激光测量仪12可采用LJ-X8000 系列 2D/3D 线激光测量仪 ，基恩士生产。

右支撑柱6上分别设有上孔和下孔；上孔通过轴承活动Ⅱ与从动旋转盘9相连；下孔贯穿有螺杆28，该螺杆28的一端***底座1，并与沉槽的内壁通过轴承活动Ⅲ连接；螺杆28的另一端通过轴承连有伺服电机Ⅰ27，该伺服电机Ⅰ27通过导线Ⅱ与控制器5相连。

该装置还包括控速踏板7，该控速踏板7设在与焊接机器人4相对的底座1的一侧，并通过导线Ⅲ与控制器5相连。

如图10所示，建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置的调控方法，包括以下步骤：

⑴节点球13的预拼装：

将中间加有肋板的两个空心半圆钢球拼装点焊，使得节点球13的坡口焊缝一周点焊有3~4个焊点，即完成节点球13焊前预拼装。节点球13预拼装后示意图如图9所示。

⑵柔性夹具3固定节点球13：

将柔性夹具3中的定位销17拔出，以连接杆21为轴，将左夹具16和右夹具18向相反方向打开；将节点球13置于柔性夹具3内，使得定位凸台20***节点球13的待焊坡口内；然后将左夹具16和右夹具18向相向方向转动，恢复至之前打开位置后，根据节点球13的直径大小将定位销17***相应的定位销孔内。

⑶节点球3焊前位置安装：

将尼龙提升带系在柔性夹具3的左夹具把手14和右夹具把手19上，通过行车提升夹持有节点球13的柔性夹具3到左安装夹盘8的水平中轴上，使柔性夹具3的定位板15的精度面与左安装夹盘8的精度面方向一致；通过控制器5控制伺服电机Ⅰ27的转速，以启动伺服电机Ⅰ27带动底座1内的螺杆28，使装有从动旋转盘9的右支撑柱6沿着导轨10一起向左安装夹盘8移动；从动旋转盘9接触到由柔性夹具3夹持的节点球13后继续向左侧移动，致使节点球13也向左运动，直至节点球13球面与左安装夹盘8内弹簧夹盘23到位接触；且触发杆24受节点球13挤压触发中心到位传感器31；同时定位板15的定位精度面与左安装夹盘8的精度面到位接触，触发该处的到位传感器Ⅰ22和到位传感器Ⅱ25；此时，控制器5对伺服电机Ⅰ27发出转动停止指令，右支撑柱6向左移动到位停止，则节点球13的待焊坡口39被限制在焊接机器人4的焊枪40下的待焊区域。

⑷卸下柔性夹具3：

拔出定位销17，以连接杆21为轴，左夹具16与右夹具18向相反方向打开，将柔性夹具3卸下。

⑸启动焊缝追踪扫描：

控制器5对伺服电机Ⅱ29发出启动指令，该伺服电机Ⅱ29通过齿轮Ⅰ30与齿轮Ⅱ32啮合，带动左安装夹盘8顺时针旋转；左安装夹盘8带动节点球13顺时针旋转，焊缝激光测量仪12对节点球13的待焊坡口39进行扫描，形成三维焊缝形貌后回传至控制器5；然后控制器5与数据库中焊缝预设位置进行比对。

⑹节点球13的焊接：

若节点球13的待焊坡口39与焊接机器人4预设计位置偏差较大，或经过焊缝激光测量仪12回传的焊缝坡口形貌判断，是因前道工序氧乙炔加工造成的组成节点球的半圆空心钢球精度偏差过大，此时转入人工电弧焊接；操作人员通过控速踏板7进行转速调节，使得左安装夹盘8带动节点球13平稳转动，完成焊接。

若焊缝位置未在焊接机器人4的焊枪40预设计位置，用弹簧卡盘23对节点球13进行位置微调后使坡口焊缝的到位尺寸达到自动焊接范围，焊接机器人4进行自动化焊接；同时焊缝激光测量仪12跟踪检测焊接机器人4的焊枪40电弧与节点球13的待焊坡口39的位置及焊接过程中电弧状态。

⑺出料、加工完成：

焊接完成后，焊接完成后，控制器5对伺服电机Ⅰ27发出启动指令，该伺服电机Ⅰ27通过螺杆28带动右支撑柱6向右匀速移出，焊接完成的节点球13通过下料滑梯11滑出，整个焊接工序完成。

Claims (16)

1.建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：该装置包括底座（1）、置于所述底座（1）上的左支撑柱（2）和右支撑柱（6）以及与控制器（5）相连的焊接机器人（4）；所述底座（1）上设有下料斜梯（11），该下料斜梯（11）的一侧设有所述左支撑柱（2），另一侧设有沉槽；所述左支撑柱（2）的内侧分别设有左安装夹盘（8）和焊缝激光测量仪（12），外侧设有支架及置于所述支架上的伺服电机Ⅱ（29），该伺服电机Ⅱ（29）与所述左安装夹盘（8）相连；所述沉槽两侧设有两根导轨（10），该导轨（10）上设有所述右支撑柱（6）；所述右支撑柱（6）上设有从动旋转盘（9）；所述焊接机器人（4）设在所述下料斜梯（11）的正后方；所述焊缝激光测量仪（12）、所述伺服电机Ⅱ（29）分别与所述控制器（5）相连。

2.如权利要求1所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：该装置还包括柔性夹具（3）；所述柔性夹具（3）包括均呈半圆形的左夹具（16）和右夹具（18）；所述左夹具（16）上设有左夹具把手（14）和定位板（15），该定位板（15）的定位精度面与所述左安装夹盘（8）的精度面相接触；所述右夹具（18）上分别设有右夹具把手（19）和定位凸台（20），该定位凸台（20）***节点球（13）的待焊坡口（39）；所述左夹具（16）与所述右夹具（18）的一端通过定位销（17）相连，另一端通过连接杆（21）相连。

3.如权利要求2所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述柔性夹具（3）夹持待焊坡口（39）焊缝角度为40~70°的所述节点球（13），并将所述节点球（13）的待焊坡口（39）限制在焊枪（40）的待焊区域。

4.如权利要求2所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述左夹具把手（14）与所述右夹具把手（19）对称设置在中心水平面上。

5.如权利要求2所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述定位板（15）设在所述定位销（17）与所述左夹具把手（14）之间的所述左夹具（16）的左侧。

6.如权利要求2所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述定位凸台（20）设在所述连接杆（21）与所述右夹具把手（19）之间的所述右夹具（18）的左侧。

7.如权利要求2所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述柔性夹具（3）内设有四段不连续的所述定位凸台（20）。

8.如权利要求2或7所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述定位凸台（20）的截面为T型，环绕在所述右夹具（18）的内侧；所述定位凸台（20）上贴敷有柔性材料。

9.如权利要求2所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述左夹具（16）与所述右夹具（18）上均设有数个与所述定位销（17）相匹配的定位销孔。

10.如权利要求1所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述左安装夹盘（8）呈圆形，其一侧中心内设有底部呈半球面的中空圆柱体（41），中心端面内置到位传感器Ⅰ（22）和到位传感器Ⅱ（25），另一侧设有轴承连接杆（42）；所述中空圆柱体（41）的底部轴心处设有弹簧，该弹簧连有触发杆（24）；所述触发杆（24）与所述弹簧相接处设有中心到位传感器（31）；所述触发杆（24）周边的所述中空圆柱体（41）的底部上设有弹簧卡盘（23），该弹簧卡盘（23）的端面上设有防滑橡胶Ⅰ；所述轴承连接杆（42）穿过设在所述左支撑柱（2）上的孔，且其底端设有齿轮Ⅱ（32），该齿轮Ⅱ（32）与设在所述伺服电机Ⅱ（29）的轴上的齿轮Ⅰ（30）相啮合；所述到位传感器Ⅰ（22）、所述到位传感器Ⅱ（25）、所述中心到位传感器（31）通过信号线（37）分别与所述控制器（5）相连。

11.如权利要求10所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述左安装夹盘（8）内设有4个所述弹簧卡盘（23）。

12.如权利要求1所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述从动旋转盘（9）呈圆形，内设左接触盘（26），并通过轴承活动Ⅰ安装于所述右支撑柱（6）上；所述左接触盘（26）为半球面结构，且半球面内设有防滑橡胶Ⅱ（38）。

13.如权利要求1所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述焊缝激光测量仪（12）包括扫描探头（33）以及连接在一起的支撑杆Ⅰ（34）和支撑杆Ⅱ（36）；所述支撑杆Ⅰ（34）通过连接关节（35）与所述支撑杆Ⅱ（36）相连，该支撑杆Ⅱ（36）固定在所述左支撑柱（2）的内侧下部；所述扫描探头（33）通过导线Ⅰ与所述控制器（5）相连。

14.如权利要求1所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：所述右支撑柱（6）上分别设有上孔和下孔；所述上孔通过轴承活动Ⅱ与所述从动旋转盘（9）相连；所述下孔贯穿有螺杆（28），该螺杆（28）的一端***所述底座（1），并与所述沉槽的内壁通过轴承活动Ⅲ连接；所述螺杆（28）的另一端通过轴承连有伺服电机Ⅰ（27），该伺服电机Ⅰ（27）通过导线Ⅱ与所述控制器（5）相连。

15.如权利要求1所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置，其特征在于：该装置还包括控速踏板（7），该控速踏板（7）设在与所述焊接机器人（4）相对的所述底座（1）的一侧，并通过导线Ⅲ与所述控制器（5）相连。

16.如权利要求1所述的建筑节点球机器人自动化焊接的装配装置的调控方法，包括以下步骤：

⑴节点球（13）的预拼装：

将中间加有肋板的两个空心半圆钢球拼装点焊，使得节点球（13）的坡口焊缝一周点焊有3~4个焊点，即完成节点球（13）焊前预拼装；

⑵柔性夹具（3）固定所述节点球（13）：

将所述柔性夹具（3）中的定位销（17）拔出，以连接杆（21）为轴，将左夹具（16）和右夹具（18）向相反方向打开；将所述节点球（13）置于所述柔性夹具（3）内，使得定位凸台（20）***所述节点球（13）的待焊坡口内；然后将所述左夹具（16）和所述右夹具（18）向相向方向转动，恢复至之前打开位置后，根据所述节点球（13）的直径大小将所述定位销（17）***相应的定位销孔内；

⑶所述节点球（3）焊前位置安装：

将尼龙提升带系在所述柔性夹具（3）的左夹具把手（14）和右夹具把手（19）上，通过行车提升夹持有所述节点球（13）的所述柔性夹具（3）到左安装夹盘（8）的水平中轴上，使所述柔性夹具（3）的定位板（15）的精度面与所述左安装夹盘（8）的精度面方向一致；通过控制器（5）控制伺服电机Ⅰ（27）的转速，以启动所述伺服电机Ⅰ（27）带动底座（1）内的螺杆（28），使装有从动旋转盘（9）的右支撑柱（6）沿着导轨（10）一起向所述左安装夹盘（8）移动；所述从动旋转盘（9）接触到由所述柔性夹具（3）夹持的所述节点球（13）后继续向左侧移动，致使所述节点球（13）也向左运动，直至所述节点球（13）球面与所述左安装夹盘（8）内弹簧夹盘（23）到位接触；且触发杆（24）受所述节点球（13）挤压触发中心到位传感器（31）；同时所述定位板（15）的定位精度面与所述左安装夹盘（8）的精度面到位接触，触发该处的到位传感器Ⅰ（22）和到位传感器Ⅱ（25）；此时，所述控制器（5）对所述伺服电机Ⅰ（27）发出转动停止指令，所述右支撑柱（6）向左移动到位停止，则所述节点球（13）的待焊坡口（39）被限制在焊接机器人（4）的焊枪（40）下的待焊区域；

⑷卸下所述柔性夹具（3）：

拔出所述定位销（17），以所述连接杆（21）为轴，所述左夹具（16）与所述右夹具（18）向相反方向打开，将所述柔性夹具（3）卸下；

⑸启动焊缝追踪扫描：

所述控制器（5）对伺服电机Ⅱ（29）发出启动指令，该伺服电机Ⅱ（29）通过齿轮Ⅰ（30）与齿轮Ⅱ（32）啮合，带动左安装夹盘（8）顺时针旋转；所述左安装夹盘（8）带动所述节点球（13）顺时针旋转，焊缝激光测量仪（12）对所述节点球（13）的待焊坡口（39）进行扫描，形成三维焊缝形貌后回传至所述控制器（5）；然后所述控制器（5）与数据库中焊缝预设位置进行比对；

⑹所述节点球（13）的焊接：

若所述节点球（13）的待焊坡口（39）与所述焊接机器人（4）预设计位置偏差较大，或经过焊缝激光测量仪（12）回传的焊缝坡口形貌判断，是因前道工序氧乙炔加工造成的组成节点球的半圆空心钢球精度偏差过大，此时转入人工电弧焊接；操作人员通过控速踏板（7）进行转速调节，使得所述左安装夹盘（8）带动所述节点球（13）平稳转动，完成焊接；

若焊缝位置未在所述焊接机器人（4）的焊枪（40）预设计位置，用弹簧卡盘（23）对所述节点球（13）进行位置微调后使坡口焊缝的到位尺寸达到自动焊接范围，所述焊接机器人（4）进行自动化焊接；同时所述焊缝激光测量仪（12）跟踪检测所述焊接机器人（4）的焊枪（40）电弧与所述节点球（13）的待焊坡口（39）的位置及焊接过程中电弧状态；

⑺出料、加工完成：

焊接完成后，焊接完成后，所述控制器（5）对伺服电机Ⅰ（27）发出启动指令，该伺服电机Ⅰ（27）通过螺杆（28）带动所述右支撑柱（6）向右匀速移出，焊接完成的所述节点球（13）通过下料滑梯（11）滑出，整个焊接工序完成。

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