一种带自动测温装置的焊接机器人系统的制作方法

本发明属于机械加工设备，具体涉及一种带自动测温装置的焊接机器人系统。

背景技术：

1、钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简单，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层、桥梁等领域。

2、钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、抵抗变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。

3、钢材具有材料强度高，自身重量轻的特点，钢材强度较高，弹性模量也高。与混凝土和木材相比，其密度与屈服强度的比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。

4、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高。适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀，近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结构可靠性高。

5、钢结构制造安装机械化程度高。钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度最高的一种结构。

6、钢结构密封性能好。由于焊接结构可以做到完全密封，可以作成气密性，水密性均很好的高压容器，大型油池，压力管道等。

7、钢结构耐热不耐火。当温度在150℃以下时，钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间，但结构表面受150℃左右的热辐射时，要采用隔热板加以保护。温度在300℃-400℃时，钢材强度和弹性模量均显著下降，温度在600℃左右时，钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中，钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。

8、钢结构耐腐蚀性差。特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中，容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构，需采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。

9、钢结构低碳、节能、绿色环保，可重复利用，钢结构建筑拆除几乎不会产生建筑垃圾，钢材可以回收再利用。

10、钢结构在加工过程中都或多或少需要进行焊接加工，随着钢结构焊接过程中智能化程度的提升，焊接机器人在钢结构制造过程中的应用越来越广泛，工效也得到进一步提升。然而在焊接过程中，因为热输入的原因，对熔池前端的母材区域会产生预热效果，该区域温度会随着焊接的进程而发生波动。焊接热输入对焊接质量有着较大影响，因此，如何避免热输入过大而造成过焊影响焊接质量，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种带自动测温装置的焊接机器人系统，为了避免热输入过大而造成过焊影响焊接质量，焊接机器人在焊接过程中对焊缝前端母材区域温度自动实时测量并根据温测数据实时调整相应焊接工艺参数。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种带自动测温装置的焊接机器人系统，包括焊接机器人、焊接机器人控制系统和焊枪，还包括与焊接机器人控制系统相连接并安装于焊枪上用于对焊枪端头前2cm处进行测温的测温机构。

4、进一步地，测温机构为红外测温仪。

5、进一步地，还包括固定螺栓，红外测温仪通过固定螺栓安装于焊枪上。

6、进一步地，红外测温仪安装于固定螺栓头部，固定螺栓螺杆螺纹连接于焊枪上，通过旋转固定螺栓可调节红外测温仪测温点。

7、进一步地，焊接机器人控制系统包括：

8、plc控制器，分别与红外测温仪和焊枪相连接，实时接收红外测温仪温测信息，控制焊枪运行；

9、专家系统，存储有不同温度下理想焊接工艺参数数据库，其与plc控制器相连接，根据plc控制器传送过来的现场温度数据匹配理想的焊接工艺参数并回传至plc控制器，plc控制器根据接收到的焊接工艺参数控制焊枪运行。

10、进一步地，焊接机器人控制系统还包括：

11、flash存储器，分别与plc控制器和专家系统相连接，用于将plc控制器传送过来的温度数据传送至专家系统，以及将专家系统匹配好并传送过来的焊接工艺参数传送至plc控制器。

12、进一步地，焊接工艺参数至少包括特定温度下热输入电流参数、电压参数、以及焊接速度参数。

13、进一步地，焊接机器人为六自由度机械手。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，焊接机器人在焊接过程中对焊缝前端母材区域温度自动实时测量并根据温测数据实时调整相应焊接工艺参数，可有效避免热输入过大而造成过焊影响焊接质量。

技术特征：

1.一种带自动测温装置的焊接机器人系统，包括焊接机器人(1)、焊接机器人控制系统(5)和焊枪(2)，其特征在于，还包括与焊接机器人控制系统(5)相连接并安装于焊枪(2)上用于对焊枪端头前2cm处进行测温的测温机构。

2.根据权利要求1所述的一种带自动测温装置的焊接机器人系统，其特征在于，测温机构为红外测温仪(4)。

3.根据权利要求2所述的一种带自动测温装置的焊接机器人系统，其特征在于，还包括固定螺栓(3)，红外测温仪(4)通过固定螺栓(3)安装于焊枪(2)上。

4.根据权利要求3所述的一种带自动测温装置的焊接机器人系统，其特征在于，红外测温仪(4)安装于固定螺栓(3)头部，固定螺栓(3)螺杆螺纹连接于焊枪(2)上，通过旋转固定螺栓(3)可调节红外测温仪(4)测温点。

5.根据权利要求2所述的一种带自动测温装置的焊接机器人系统，其特征在于，焊接机器人控制系统(5)包括：

6.根据权利要求5所述的一种带自动测温装置的焊接机器人系统，其特征在于，焊接机器人控制系统(5)还包括：

7.根据权利要求4所述的一种带自动测温装置的焊接机器人系统，其特征在于，焊接工艺参数至少包括特定温度下热输入电流参数、电压参数、以及焊接速度参数。

8.根据权利要求1所述的一种带自动测温装置的焊接机器人系统，其特征在于，焊接机器人(1)为六自由度机械手。

技术总结
本发明公开一种带自动测温装置的焊接机器人系统，解决现有技术焊接机器人在焊接过程中无法实施掌控焊缝前端母材区域温度易造成热输入过大而产生过焊影响焊接质量。本发明包括焊接机器人、焊接机器人控制系统和焊枪，还包括与焊接机器人控制系统相连接并安装于焊枪上用于对焊枪端头前2cm处进行测温的测温机构。本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，焊接机器人在焊接过程中对焊缝前端母材区域温度自动实时测量并根据温测数据实时调整相应焊接工艺参数，可有效避免热输入过大而造成过焊影响焊接质量。

技术研发人员：王永景,代小强,侯兴宝,姜友荣,赵家斌,付航,周敬,王云飞,陈虎,朱华泽
受保护的技术使用者：中国五冶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15