一种基于机器人的一体化预热与焊接方法与流程

本发明涉及焊接设备的技术领域，特别涉及一种基于机器人的一体化预热与焊接方法。

背景技术：

自动化焊接技术及设备正以前所未有的速度发展。国家大型基础工程的发展和国内汽车工业的崛起，都有力地促进了先进焊接工艺特别是焊接自动化技术的发展与进步。焊接机器人及智能型焊接也会在特定领域适当发展，应用广泛，对其技术性能要求越来越高。而目前急需一种能实现对称焊接的机器人，并能提高焊接精度，提高自动化和智能化程度。

焊接工艺内容有电流、电压、运条方法、焊接层数和道数、焊缝坡口、间隙等内容，是保证焊缝质量的关键：焊接顺序是指拼装各行点之间的焊接，以控制构件的变形量。结合上述，进行焊接时的自动调整以提高焊接质量，实现机器人的多功能和智能化，是目前需要解决的问题。

技术实现要素：

发明的目的：本发明公开了一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，可以实现夹持固定、焊接前的预热、自动焊接、检测与调整焊接一体化控制，焊接效率高，焊接质量好，自动化和智能化程度高。

技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，包括以下步骤：a）一对机械臂装置通过主伸缩系统伸长至焊接工位；b）机械臂装置上的一对夹持装置通过夹爪分别夹紧主焊接工件两侧的焊接板，保持固定；c）焊接头位置调整，直至焊接头到达焊接起始位置；d）控制模块控制预加热装置运行，焊接头进入预加热状态；e）控制模块控制焊接伸缩系统运行，一对焊接装置移动；其各自的一对焊接头进行对称的预加热；f）预加热过程中，控制模块控制检测伸缩系统按设定的间隔时间伸缩；温度检测装置定时监控焊接处的预加热温度，并将结果传递给控制模块；g）预加热温度达到设定值后，控制模块控制焊接系统运行，焊接头进入焊接状态；h）控制模块控制焊接伸缩系统运行，一对焊接装置移动；其各自的一对焊接头实现各自焊接板的对称焊接；并实现两侧的焊接板与主焊接工件的对称焊接。

进一步的，上述一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，所述焊接还包括以下步骤：焊接过程中，检测装置运行：控制模块控制检测伸缩系统按设定的间隔时间伸缩；温度检测装置和变形检测装置定时监控焊接处的温度和变形方向，并将结果传递给控制模块；控制模块经过运算，发出指令调整焊接顺序。

进一步的，上述一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，所述步骤c中具体步骤包括：控制模块控制焊接伸缩系统运行，带动一对焊接装置移动至所需位置；控制模块控制焊接头转向系统运行，使焊接头转动至所需位置；控制模块控制开合系统运行，带动焊接装置上的一对焊接爪上下微调整，直至焊接头到达焊接起始位置。

进一步的，上述一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，焊接完成后进行整体工件的下料，具体包括以下步骤：夹持装置夹住焊接后的整体工件，一对机械臂装置通过主伸缩系统收缩，从焊接工位取下整体工件；本体转向系统运转，本体带动整体工件旋转至下一工位；主伸缩系统伸长，机械臂装置将整体工件移动至所需位置；夹爪松开，夹持装置复位；主伸缩系统收缩，一对机械臂装置复位。

进一步的，上述一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，所述焊接头位置调整后，分别对准两侧焊接板的上、下焊缝。

进一步的，上述一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，所述焊接头与预加热装置连接。

进一步的，上述一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，所述步骤d中预加热的设定温度通过调节旋钮进行调节。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明所述的一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，可以实现夹持固定、焊接前的预热、自动焊接、检测与调整焊接一体化控制，焊接效率高，焊接质量好，自动化和智能化程度高。

（2）本发明所述的一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，完成焊接后将工件送至下一工位，自动化程度高，提高生产效率。

（3）本发明所述的一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，通过对焊接过程的监控，通过温度检测和变形方向检测，自动调整焊接顺序，严格控制变形量，提高焊接质量。

（4）本发明所述的一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，焊接前的预热，可以提高焊接质量；直接利用焊接系统实现预热功能，优化了整体结构。

附图说明

图1为本发明所述的一种基于机器人的一体化预热与焊接方法的整体结构示意图；

图2为本发明所述的一种基于机器人的一体化预热与焊接方法的整体结构的俯视图；

图3为本发明所述的一种基于机器人的一体化预热与焊接方法中焊接头工作时的示意图；

图中：1-本体，2-机械臂装置，3-主伸缩系统，4-夹持装置，41-夹持臂，42-夹爪，43-夹爪转向系统，5-焊接装置，51-焊接伸缩系统，52-焊接爪，53-焊接头，54-焊接头转向系统，55-开合系统，56-预加热装置，6-检测装置，61-检测伸缩系统，62-温度检测装置，63-变形检测装置，7-底座，71-本体转向系统，8-主焊接工件，9-焊接板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。

实施例

本发明公开了一种基于机器人的一体化预热与焊接方法，如图1至图3所示，包括以下步骤：

a）一对机械臂装置2通过主伸缩系统3伸长至焊接工位；

b）机械臂装置2上的一对夹持装置4通过夹爪42分别夹紧主焊接工件8两侧的焊接板9，保持固定；

c）焊接头53位置调整，直至焊接头53到达焊接起始位置；

d）控制模块控制预加热装置56运行，焊接头53进入预加热状态；

e）控制模块控制焊接伸缩系统51运行，一对焊接装置5移动；其各自的一对焊接头53进行对称的预加热；

f）预加热过程中，控制模块控制检测伸缩系统61按设定的间隔时间伸缩；温度检测装置62定时监控焊接处的预加热温度，并将结果传递给控制模块；

g）预加热温度达到设定值后，控制模块控制焊接系统运行，焊接头53进入焊接状态；

h）控制模块控制焊接伸缩系统51运行，一对焊接装置5移动；其各自的一对焊接头53实现各自焊接板9的对称焊接；并实现两侧的焊接板9与主焊接工件8的对称焊接；

i）焊接过程中，检测装置6运行：控制模块控制检测伸缩系统61按设定的间隔时间伸缩；温度检测装置62和变形检测装置63定时监控焊接处的温度和变形方向，并将结果传递给控制模块；

j）控制模块经过运算，发出指令调整焊接顺序；

k）焊接完成后，焊接装置5和检测装置6复位；

l）夹持装置4夹住焊接后的整体工件，一对机械臂装置2通过主伸缩系统3收缩，从焊接工位取下整体工件；

m）本体转向系统71运转，本体1带动整体工件旋转至下一工位；

n）主伸缩系统3伸长，机械臂装置2将整体工件移动至所需位置；

o）夹爪42松开，夹持装置4复位；主伸缩系统3收缩，一对机械臂装置2复位。

本实施例中，所述步骤c中具体步骤包括：控制模块控制焊接伸缩系统51运行，带动一对焊接装置5移动至所需位置；控制模块控制焊接头转向系统54运行，使焊接头53转动至所需位置；控制模块控制开合系统55运行，带动焊接装置5上的一对焊接爪52上下微调整，直至焊接头53到达焊接起始位置；所述焊接头53位置调整后，分别对准两侧焊接板9的上、下焊缝。

本实施例中，所述机器人包括控制模块、驱动系统、本体1以及设置在本体1上的一对机械臂装置2；所述机械臂装置2包括与本体1连接的主伸缩系统3，以及设置在主伸缩系统3上的夹持装置4、焊接装置5和检测装置6；所述焊接装置5包括与主伸缩系统3连接的焊接伸缩系统51、设置在焊接伸缩系统51上的一对可开合运动的焊接爪52、设置在焊接爪52端部的焊接头53；所述焊接头53与焊接爪52通过焊接头转向系统54转动连接，所述焊接爪52与焊接伸缩系统51通过开合系统55连接；所述焊接头53连接有预加热装置56。

所述夹持装置4包括与主伸缩系统3连接的夹持臂41，以及与夹持臂41转动连接的夹爪42；所述夹爪42和夹持臂41之间设有夹爪转向系统43。所述检测装置6包括与主伸缩系统3连接的检测伸缩系统61、设置在检测伸缩系统61上的温度检测装置62和变形检测装置63。所述驱动系统包括与主伸缩系统3连接的主伸缩驱动装置、与焊接伸缩系统51连接的焊接伸缩驱动装置、与开合系统55连接的开合驱动装置、与焊接头转向系统54连接的焊接头转向驱动装置、与夹爪转向系统43连接的夹爪转向驱动装置、与检测伸缩系统61连接的检测伸缩驱动装置。

所述主伸缩系统3、检测伸缩系统61、焊接伸缩系统51为丝杠装置；所述开合系统55为齿轮齿条装置。所述本体1下方设有底座7，所述本体1通过本体转向系统71与底座7连接。所述预加热装置56与控制模块连接，所述调节旋钮与控制模块连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。