CN114932357A - 基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法 - Google Patents
基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114932357A CN114932357A CN202210744456.3A CN202210744456A CN114932357A CN 114932357 A CN114932357 A CN 114932357A CN 202210744456 A CN202210744456 A CN 202210744456A CN 114932357 A CN114932357 A CN 114932357A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- point
- metal plate
- points
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 136
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
- B23K37/0252—Steering means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法,在待焊接的第一金属板、第二金属板的焊接路径上建立环境坐标系(x,y,z),z轴拟合于焊接路径;平面xoz拟合于第二金属板;平面yoz拟合于第一金属板;平面xoy垂直于平面xoz和平面yoz;2)沿z轴向上等间距设定A0、A1至An点;在y轴上设定B0点,基于B0平行于z轴依次向上设定B1、B2至Bn点;同法在x轴上设定C0点,然后得到C1、C2至Cn点;设置一个焊接预备点,设定为编号1,继而按以下次序进行摆弧焊接:A0为编号1;B0为编号3;C0为编号4;A1为编号5;B1为编号6;C1为编号7;A2为编号8;……,焊枪移动至Cn点。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接方法,具体是一种基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法。
背景技术
摆弧运动是进行弧焊作业时特有的一种运动形式,用摆弧技术进行宽焊缝或空间中焊缝焊接;焊接效果更好,同时该技术也是实现焊接自动化的重要技术之一。随着国内人工成本的逐渐增加,在焊接技术领域越来越多采用焊接机器人进行机械设备和建筑工程中的钢结构构件焊接。机器人焊接的特点是预告设定好机器人的位置(如焊枪的起始定位位置),确定好焊枪的动作(摆弧方式),然后启动机器人一次性完全焊接。当前市场上基于机器人的焊接方法,采用的摆弧方式大多为采用“一”字型两点直线来回摆弧或“之”字型两点斜线摆弧焊接。焊接机器人焊接过程中是匀速移动,移动过程中焊枪与焊缝间距是固定的,在高温下形成的熔池深度沿焊缝相同,铁水向下聚积,渗到焊缝背面,焊接过程中即使局部熔深不足的,铁水也能渗透到一定深度,从而保证焊缝背面也能焊接牢固。但是,对于立式焊缝的焊接,焊接机器人匀速移动,焊缝正面形成的熔池铁水因重力向下聚积,渗入焊缝背面的铁水少,造成焊缝底部容易出现空隙,造成焊缝背面焊接不牢固,因此现有焊接机器人在进行垂直于地面的立式焊缝焊接工作时,焊缝不合格率明显要高于人工焊接。
发明内容
本发明旨在解决上述问题,从而提供一种同样适用于立式焊缝的摆弧焊接方法。
本发明解决所述问题,采用的技术方案是:
一种基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法,包括主控制器、3D视觉扫描***和焊接机器人,
S1:将待焊接的第一金属板与第二金属板呈夹角临时固定在一起,第一金属板与第二金属板的夹角即为焊接路径,该焊接路径垂直于地面设置。
S2:3D视觉扫描***扫描所述焊接路径,将待焊第一金属板和第二金属板信息和焊接路径信息发送给主控制器。
S3:主控制器建立焊接策略,焊接策略的建立过程是:
1)以建立环境坐标系(x,y,z),其原点为o,该坐标系z轴拟合于焊接路径;平面xoz拟合于第二金属板;平面yoz拟合于第一金属板;平面xoy垂直于平面xoz和平面yoz。
2) 以o点为起点,沿z轴向上等间距设定A0、A1、A2,A3……An点;在y轴上距o点长度L的位置设定B0点,然后在平面yoz上,平行于z轴,以B0点为起点依次等间距设定B1、B2、B3……Bn点;在x轴上距o点长度L的位置设定C0点,然后在平面xoz上,平行于z轴,以C0点为起点依次等间距设定C1、C2、C3……Cn点。
3) 设置焊接机器人焊枪的移动次序编号:首先在焊接路径起始端附近设置一个机器人焊接预备点,设定为编号1,继而将A0至Cn各点依次进行编号:A0为编号1;B0为编号3;C0为编号4;A1为编号5;B1为编号6;C1为编号7;A2为编号8;B2为编号9;C2为编号10;……,顺序编号至Cn。
4)按第三步设定的次序编号,控制焊接机器人从焊接路径底部至顶部完成焊接。
采用上述技术方案的本发明,与现有技术相比,其有益效果是:
本发明采用三点循环式摆弧焊接方法,特别适合于焊接机器人进行焊缝长度方向垂直于地面的立式焊缝焊接,本方法焊枪在焊接深度上发生摆动,有效增加焊接深度,保证焊缝内部质量熔深的要求,促进铁水向焊缝底部聚积,焊缝质量更容易保证,本方法焊接焊缝外观成形美观。
作为优选,本发明更进一步的技术方案是:
所述L为2mm-5mm。
A0至An各点间距、B0至Bn各点间距、C0至Cn各点间距相同。
附图说明
图1 为现有技术中一字形摆弧焊接示意图;
图2为现有技术中之字形摆弧焊接示意图;
图3为本发明摆弧焊接移动路径示意图;
图4 为本发明建立坐标系示意图;
图5为本发明在坐标系上设定焊枪移动定位点示意图;
图6为本发明将各焊枪移动定位点进行次序编号示意图。
图中:1、第一金属板;2、第二金属板;3、焊接路径;4、焊接机器人。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,目的仅在于更好地理解本发明内容,因此,所举之例并不限制本发明的保护范围。
图1、图2为现有技术中两种焊接机器人摆弧方案,两种方案中焊枪转向的各转折点处于同一垂直于地面的平面上。与之相对比的,参见图3至图6,本发明提供的基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法,包括主控制器、3D视觉扫描***和焊接机器人,其焊接方法按下列步骤进行。
S1:将待焊接的第一金属板与第二金属板呈夹角临时固定在一起,第一金属板与第二金属板的夹角即为焊接路径,该焊接路径垂直于地面设置。
S2:3D视觉扫描***扫描所述焊接路径,将待焊第一金属板和第二金属板信息和焊接路径信息发送给主控制器。
S3:主控制器建立焊接策略,焊接策略的建立过程是:
1)以建立环境坐标系(x,y,z),其原点为o,该坐标系z轴拟合于焊接路径;平面xoz拟合于第二金属板;平面yoz拟合于第一金属板;平面xoy垂直于平面xoz和平面yoz。
2) 以o点为起点,沿z轴向上等间距设定A0、A1、A2,A3……An点;在y轴上距o点长度L的位置设定B0点,然后在平面yoz上,平行于z轴,以B0点为起点依次等间距设定B1、B2、B3……Bn点;在x轴上距o点长度L的位置设定C0点,然后在平面xoz上,平行于z轴,以C0点为起点依次等间距设定C1、C2、C3……Cn点。
3) 设置焊接机器人焊枪的移动次序编号:首先在焊接路径起始端附近设置一个机器人焊接预备点,设定为编号1,继而将A0至Cn各点依次进行编号:A0为编号1;B0为编号3;C0为编号4;A1为编号5;B1为编号6;C1为编号7;A2为编号8;B2为编号9;C2为编号10;……,顺序编号至Cn。
4)按第三步设定的次序编号,控制焊接机器人从焊接路径底部至顶部完成焊接。
上述方法中,o点的位置可以设置在焊接路径3的下端,也可以设置在焊接路径3的上端。本发明中A0、B0和C0不限定为设定的第一个点或最底部的一个点,在此线上均匀取点作为焊枪移动的定位点即可。
优选的,所述L为2mm至5mm。
上述方法中,A0至An各点间距、B0至Bn各点间距、C0至Cn各点间距相等。
第一金属板与第二金属板夹角角度可设置在30度到150度之间。
本发明的有益效果体现在:
1)机器人焊枪沿着构件焊缝底部向上螺旋移动,焊枪在焊接深度上发生摆动,每层三点摆弧焊接,有效增加焊接深度,保证焊缝内部质量熔深的要求,外观成形美观。
2)焊枪均匀稳定从下向上移动,三角形行走摆弧方式促进铁水向焊缝底部聚积,焊缝质量更容易保证。
3)本方法焊接过程中通过3D影像采集焊接数据,自动形成焊枪移动路径,本方法三角形摆弧方法,使用灵活性高、操作简便。
4)本发明适合于焊接机器人进行焊缝长度方向垂直于地面的立式焊缝焊接,焊缝外观成形美观。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已,并非因此局限本发明的权利范围,凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化,均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (3)
1.一种基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法,包括主控制器、3D视觉扫描***和焊接机器人,
S1:将待焊接的第一金属板与第二金属板呈夹角临时固定在一起,第一金属板与第二金属板的夹角即为焊接路径,该焊接路径垂直于地面设置;
S2:3D视觉扫描***扫描所述焊接路径,将待焊第一金属板和第二金属板信息和焊接路径信息发送给主控制器;
S3:主控制器建立焊接策略,
其特征在于:焊接策略的建立过程是:
1)以建立环境坐标系(x,y,z),其原点为o,该坐标系z轴拟合于焊接路径;平面xoz拟合于第二金属板;平面yoz拟合于第一金属板;平面xoy垂直于平面xoz和平面yoz;
2) 以o点为起点,沿z轴向上等间距设定A0、A1、A2,A3……An点;
在y轴上距o点长度L的位置设定B0点,然后在平面yoz上,平行于z轴,以B0点为起点依次等间距设定B1、B2、B3……Bn点;
在x轴上距o点长度L的位置设定C0点,然后在平面xoz上,平行于z轴,以C0点为起点依次等间距设定C1、C2、C3……Cn点;
3) 设置焊接机器人焊枪的移动次序编号:首先在焊接路径起始端附近设置一个机器人焊接预备点,设定为编号1,继而将A0至Cn各点依次进行编号:A0为编号1;B0为编号3;C0为编号4;A1为编号5;B1为编号6;C1为编号7;A2为编号8;B2为编号9;C2为编号10;……,顺序编号至Cn;
4)按第三步设定的次序编号,控制焊接机器人从焊接路径底部至顶部完成焊接。
2.根据权利要求1所述基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法,其特征在于:所述L为2mm至5mm。
3.根据权利要求1所述基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法,其特征在于:A0至An各点间距、B0至Bn各点间距、C0至Cn各点间距相等。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210744456.3A CN114932357B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210744456.3A CN114932357B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114932357A true CN114932357A (zh) | 2022-08-23 |
CN114932357B CN114932357B (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=82867936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210744456.3A Active CN114932357B (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | 基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114932357B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000044705A (ko) * | 1998-12-30 | 2000-07-15 | 김덕중 | 아크용접로봇의 위빙평면 설정방법 |
CN107755937A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-03-06 | 中建钢构有限公司 | 变幅摆动焊接方法、装置及焊接机器人 |
CN109514133A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-03-26 | 东南大学 | 一种基于线结构光感知的焊接机器人3d曲线焊缝自主示教方法 |
CN111014878A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 上海智殷自动化科技有限公司 | 一种树状形的特殊摆动焊接方法 |
CN112008305A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-01 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | 一种焊接机器人的摆焊轨迹规划方法 |
CN113199476A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-03 | 广西大学 | 可快速调整焊枪姿态的圆弧8字形摆弧路径的规划算法 |
CN113352317A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-07 | 广西大学 | 一种基于激光视觉***的多层多道焊接路径规划方法 |
-
2022
- 2022-06-29 CN CN202210744456.3A patent/CN114932357B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000044705A (ko) * | 1998-12-30 | 2000-07-15 | 김덕중 | 아크용접로봇의 위빙평면 설정방법 |
CN107755937A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-03-06 | 中建钢构有限公司 | 变幅摆动焊接方法、装置及焊接机器人 |
CN109514133A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-03-26 | 东南大学 | 一种基于线结构光感知的焊接机器人3d曲线焊缝自主示教方法 |
CN111014878A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 上海智殷自动化科技有限公司 | 一种树状形的特殊摆动焊接方法 |
CN112008305A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-01 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | 一种焊接机器人的摆焊轨迹规划方法 |
CN113199476A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-03 | 广西大学 | 可快速调整焊枪姿态的圆弧8字形摆弧路径的规划算法 |
CN113352317A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-07 | 广西大学 | 一种基于激光视觉***的多层多道焊接路径规划方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
孔宇, 戴明, 吴林: "用于自动编程的机器人弧焊几何模型", 焊接学报, no. 03, 25 September 1998 (1998-09-25) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114932357B (zh) | 2024-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106312259B (zh) | 一种适合自动化焊接水平角焊缝包角工艺 | |
CN105555456B (zh) | 同步的旋转电弧焊接方法及*** | |
CN106001926B (zh) | 基于视觉传感的激光—电弧复合焊接实时自动控制装置及其焊接方法 | |
CN206263418U (zh) | 一种六自由度焊接机器人线激光实时焊缝跟踪*** | |
CN102009275B (zh) | 用于船用柴油机机架机座的自动焊接*** | |
CN106112207A (zh) | 熔化极气体保护焊3d增材修补装置及修补方法 | |
CN112743206A (zh) | 一种用于船舶中组立的机器人焊接工艺 | |
CN101041200A (zh) | ***式接管与筒体非直角相交接头焊接方法 | |
CN104959702A (zh) | 一种电解铝单缝隙焊铝母线的多功能焊机及其焊接工艺 | |
CN110369829A (zh) | 一种气电立焊装置及焊接方法 | |
KR20080021147A (ko) | 탠덤 아크 용접 장치 | |
CN207077080U (zh) | 基于十字型激光器的焊缝跟踪控制装置 | |
JP2004017088A (ja) | 多層盛溶接方法及び多層盛自動溶接装置 | |
CN113385869B (zh) | 基于机器视觉的大型方格子构件机器人焊接装备及焊缝定位方法 | |
CN114932357A (zh) | 基于智能焊接机器人的摆弧焊接方法 | |
CN110802323A (zh) | 一种高熵合金电弧-激光复合增材制造的方法 | |
CN100441353C (zh) | 自耗电极弧焊方法 | |
JP2001113373A (ja) | タンデムアーク溶接の制御方法 | |
CN117464136A (zh) | 一种高强钛合金厚板窄间隙焊接方法 | |
CN110102843A (zh) | 线放电加工机以及线放电加工机的控制方法 | |
CN115365607A (zh) | 一种用于厚板t形接头的焊接装置及其焊接方法 | |
Lauer et al. | Data-driven approach for robot-assisted multi-pass-welding thick sheet metal connections | |
CN205764376U (zh) | 一种可视觉识别定位焊缝自动跟踪的智能焊接机器人 | |
CN109934819B (zh) | 一种激光拼焊待焊件图像中曲线边缘亚像素检测方法 | |
CN113843477B (zh) | 一种机器人单丝焊接填充方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240423 Address after: 064100 Huxing West Road, Houhu Industrial Park, Economic Development Zone, Yutian County, Tangshan City, Hebei Province Applicant after: Hangxiao Steel Structure (Tangshan) Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 064100 Yutian County City North Ring Road in Tangshan City, Hebei Applicant before: HANGXIAO STEEL STRUCTURE (HEBEI) CONSTRUCTION CO.,LTD. Country or region before: China |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |