【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及工程智能化建造，尤其涉及一種自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人及其控制方法。
技術(shù)介紹
1、焊接是一種以加熱、高溫或高壓的方式接合金屬或其它熱塑材料的常用制造工藝。焊接的本質(zhì)是利用加壓或加熱等手段，不使用或使用填充材料，借助金屬原子的擴(kuò)散作用和結(jié)合作用，將分離的金屬材料牢固地連接起來。焊接技術(shù)一方面要求焊工具有熟練的操作技能、豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，以及穩(wěn)定的焊接水平；另一方面，焊接又是一種勞動(dòng)條件差、煙塵多、熱輻射大、危險(xiǎn)性高的工作。
2、點(diǎn)焊在建筑類鋼結(jié)構(gòu)的焊接中是一種高效且經(jīng)濟(jì)的連接方法。點(diǎn)焊接頭采用搭接形式。如圖1所示，整個(gè)點(diǎn)焊焊接流程包括四個(gè)階段：預(yù)壓、焊接、結(jié)晶、休止，具體地，預(yù)壓：將兩個(gè)焊件01搭接后，在兩圓柱體電極02間壓緊焊件01；焊接：在電極02間通以很大的電流，由于兩焊件01接觸電阻很大，利用電阻熱熔化金屬，當(dāng)液態(tài)金屬達(dá)到一定比例后斷電；結(jié)晶：在壓力的作用下，冷卻凝固形成焊點(diǎn)03；休止：該熔點(diǎn)完成后，電極移動(dòng)至下一點(diǎn)。點(diǎn)焊原理就是利用電阻熱產(chǎn)生的熱能熔化金屬，形成液態(tài)熔池(熔核)。電阻熱電阻包括：工件間的接觸電阻、電極與工件的接觸電阻，工件本身電阻三部分。點(diǎn)焊可根據(jù)點(diǎn)電極相對于焊件的位置，分為單面點(diǎn)焊(單面單點(diǎn)、單面雙點(diǎn)、單面多點(diǎn))和雙面點(diǎn)焊(雙面單點(diǎn)、雙面雙點(diǎn)、雙面多點(diǎn))。按一次形成的焊點(diǎn)數(shù)，又可以分為單點(diǎn)、雙點(diǎn)和多點(diǎn)。
3、焊接機(jī)器人的發(fā)展與工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展緊密相關(guān)。在工業(yè)機(jī)器人中(第一代機(jī)械臂式機(jī)器人)中，約有40％應(yīng)用于焊接領(lǐng)域。焊接機(jī)器人是從事焊接工作的工業(yè)機(jī)器人，是在普通工業(yè)機(jī)
4、相應(yīng)的，焊接機(jī)器人發(fā)展出電阻點(diǎn)焊、電弧焊、激光焊、電子束焊，攪拌摩擦焊等多種焊接方式；其控制形式也從單一機(jī)械臂控制到多軸同步控制；并且，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件開發(fā)的進(jìn)步，焊接機(jī)器人在自動(dòng)化程度升級、噴涂功能拓展、機(jī)器動(dòng)態(tài)視覺輔助、接觸與力覺傳感器應(yīng)用、全電驅(qū)動(dòng)、微處理器控制、空間運(yùn)動(dòng)的自由度拓展、連續(xù)操作下的魯棒性與高精度、控制器升級、人機(jī)友好界面、編程效率、機(jī)械臂移動(dòng)速度、圖像處理技術(shù)、循環(huán)移動(dòng)軌道開發(fā)、離線編程和仿真軟件開發(fā)、激光束導(dǎo)引、多機(jī)器人多軸同步操控、無線示教、快速弧焊、振動(dòng)控制學(xué)習(xí)等諸多領(lǐng)域取得不俗的發(fā)展，并且也在向著便攜性和低能耗性上努力。
5、點(diǎn)焊機(jī)器人具有負(fù)荷大、動(dòng)作快、工作點(diǎn)姿態(tài)要求嚴(yán)格等特點(diǎn)：包括安裝面積小、工作空間大、承載能力大、穩(wěn)定性高，和長時(shí)間生產(chǎn)。
6、在實(shí)際工程中的鋼結(jié)構(gòu)上，要獲得一條合格的焊縫需要匹配好焊接機(jī)器人的軌跡、姿態(tài)、速度和焊接參數(shù)。焊接機(jī)器人雖然是一種自動(dòng)化程度很高的智能裝備，但現(xiàn)有技術(shù)能力下，還是需要操作者通過手、腦、眼等的配合來完成示教和編程。即使有防護(hù)工具，焊接工人在長時(shí)間高危作業(yè)環(huán)境下還是需要面對有害煙塵、有害氣體、強(qiáng)烈的弧光輻射、有害光線、高頻電磁場、放射性物質(zhì)、噪音，以及熱輻射等可能的工作傷害。同時(shí)，技藝高超且嫻熟的焊接工人越發(fā)難得，且涉及到高空作業(yè)、惡劣環(huán)境下作業(yè)、封閉空間內(nèi)作業(yè)、長期室外高溫或低溫作業(yè)等場景下，急需研發(fā)一款甚至多款焊接機(jī)器人，以滿足實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工程焊接需要。此外，焊接機(jī)器人多為固定類機(jī)械臂為主體的焊接機(jī)器人，在實(shí)際工程應(yīng)用中還有很多改進(jìn)的空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人及其控制方法，以解決上述技術(shù)問題。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，包括焊接機(jī)器人主體、行走裝置以及控制系統(tǒng)，
3、所述焊接機(jī)器人主體采用6自由度工業(yè)機(jī)器人，末端執(zhí)行器為焊槍；
4、所述行走裝置設(shè)置于所述焊接機(jī)器人主體的底部，包括底盤和分別設(shè)置于所述底盤兩側(cè)的履帶輪，每個(gè)履帶輪包括履帶和設(shè)置于所述履帶內(nèi)側(cè)呈非等邊三角形排列的導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪和行星輪，兩側(cè)的所述驅(qū)動(dòng)輪分別由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述履帶內(nèi)設(shè)有沿行走方向依次排布的磁片，通過所述磁片的依次通電控制所述履帶輪在鋼結(jié)構(gòu)上的行走；
5、所述控制系統(tǒng)包括焊縫跟蹤系統(tǒng)、焊接控制器、運(yùn)動(dòng)控制器以及示教器，所述焊縫跟蹤系統(tǒng)采用視覺傳感器進(jìn)行焊縫跟蹤；所述焊接控制器控制所述焊槍進(jìn)行點(diǎn)焊；所述運(yùn)動(dòng)控制器控制所述磁片通斷電；所述示教器分別與焊縫跟蹤系統(tǒng)、焊接控制器以及運(yùn)動(dòng)控制器信號連接。
6、較佳地，所述導(dǎo)向輪位于行走方向的前方，所述驅(qū)動(dòng)輪位于行走方向的后方，所述導(dǎo)向輪和驅(qū)動(dòng)輪之間連接有主臂桿，所述主臂桿的中部通過曲臂連接至所述行星輪，所述導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪和行星輪共同支撐所述履帶。
7、較佳地，所述導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪和行星輪的外表面分別設(shè)有多個(gè)大小相同的第一凸起，相鄰兩片所述磁片之間留有與所述第一凸起匹配的第一凹口，所述第一凹口切斷內(nèi)部電路。
8、較佳地，所述主臂桿上安裝有若干排輪，所述排輪的外表面設(shè)有多個(gè)大小相同的第二凸起，所述履帶上相鄰兩個(gè)所述第一凹口之間留有與所述第二凸起匹配的第二凹口，所述第二凹口的直徑小于第一凹口的直徑。
9、較佳地，所述焊接機(jī)器人主體的關(guān)節(jié)處安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。
10、較佳地，所述焊縫跟蹤系統(tǒng)中還包括接近覺傳感器和/或焊接電流和電壓傳感器。
11、本專利技術(shù)還提供了一種如上所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人的控制方法，包括如下步驟：
12、步驟1：將所述行走裝置放置于鋼結(jié)構(gòu)上，所述運(yùn)動(dòng)控制器控制所述行走裝置在鋼結(jié)構(gòu)上行走，帶動(dòng)所述焊接機(jī)器人主體移動(dòng)至所述焊縫跟蹤系統(tǒng)檢測到的焊縫處；
13、步驟2：打開所述示教器，利用電極預(yù)壓焊件；
14、步驟3：打開所述末端執(zhí)行器上的焊接開關(guān)，所述焊接控制器控制所述焊槍進(jìn)行點(diǎn)焊；
15、步驟4：切斷焊接電流，繼續(xù)利用電極對焊件施壓直至熔核冷卻結(jié)晶；
16、步驟5：一個(gè)熔點(diǎn)完成，電極提起至初始下降的位置，移動(dòng)至下一點(diǎn)位，開始下一個(gè)焊接循環(huán)，直至所有熔點(diǎn)焊接完成；
17、步驟6：通過示教器遠(yuǎn)程遙控信號指令關(guān)閉所述焊接開關(guān)；
18、步驟7：焊接完成，并進(jìn)行焊縫檢測。
19、較佳地，所述示教器的運(yùn)行步驟包括：新建作業(yè)程序、運(yùn)動(dòng)軌跡示教、運(yùn)動(dòng)確認(rèn)和設(shè)定作業(yè)條件。
20、較佳地，所述焊接機(jī)器人主體在示教前進(jìn)行調(diào)試準(zhǔn)備工作，所述調(diào)試準(zhǔn)備工作至少包括鎖定焊接功能、送絲設(shè)備調(diào)試和保護(hù)氣通斷調(diào)試。
21、較佳地，步驟7中，分別在焊接完成兩小時(shí)和1天后進(jìn)行焊縫檢測。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人及其控制方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：
23、1、本專利技術(shù)利用履帶上的磁片給傳統(tǒng)焊接機(jī)器人安裝上了行走裝置，可以通過控制電路，來給磁片通電以控制磁性，通過履帶上的磁片依次通電來實(shí)現(xiàn)履帶的行走，并且使得履帶由于電磁效應(yīng)，產(chǎn)生磁力，從而可以在高空的鋼結(jié)構(gòu)，以及豎向鋼本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，包括焊接機(jī)器人主體、行走裝置以及控制系統(tǒng)，
2.如權(quán)利要求1所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，所述導(dǎo)向輪位于行走方向的前方，所述驅(qū)動(dòng)輪位于行走方向的后方，所述導(dǎo)向輪和驅(qū)動(dòng)輪之間連接有主臂桿，所述主臂桿的中部通過曲臂連接至所述行星輪，所述導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪和行星輪共同支撐所述履帶。
3.如權(quán)利要求2所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，所述導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪和行星輪的外表面分別設(shè)有多個(gè)大小相同的第一凸起，相鄰兩片所述磁片之間留有與所述第一凸起匹配的第一凹口，所述第一凹口切斷內(nèi)部電路。
4.如權(quán)利要求3所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，所述主臂桿上安裝有若干排輪，所述排輪的外表面設(shè)有多個(gè)大小相同的第二凸起，所述履帶上相鄰兩個(gè)所述第一凹口之間留有與所述第二凸起匹配的第二凹口，所述第二凹口的直徑小于第一凹口的直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，所述焊接機(jī)器人主體的關(guān)節(jié)處安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器。
6.如權(quán)利要求1所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于
7.一種如權(quán)利要求1所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
8.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述示教器的運(yùn)行步驟包括：新建作業(yè)程序、運(yùn)動(dòng)軌跡示教、運(yùn)動(dòng)確認(rèn)和設(shè)定作業(yè)條件。
9.如權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述焊接機(jī)器人主體在示教前進(jìn)行調(diào)試準(zhǔn)備工作，所述調(diào)試準(zhǔn)備工作至少包括鎖定焊接功能、送絲設(shè)備調(diào)試和保護(hù)氣通斷調(diào)試。
10.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，步驟7中，分別在焊接完成兩小時(shí)和1天后進(jìn)行焊縫檢測。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，包括焊接機(jī)器人主體、行走裝置以及控制系統(tǒng)，
2.如權(quán)利要求1所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，所述導(dǎo)向輪位于行走方向的前方，所述驅(qū)動(dòng)輪位于行走方向的后方，所述導(dǎo)向輪和驅(qū)動(dòng)輪之間連接有主臂桿，所述主臂桿的中部通過曲臂連接至所述行星輪，所述導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪和行星輪共同支撐所述履帶。
3.如權(quán)利要求2所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，所述導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪和行星輪的外表面分別設(shè)有多個(gè)大小相同的第一凸起，相鄰兩片所述磁片之間留有與所述第一凸起匹配的第一凹口，所述第一凹口切斷內(nèi)部電路。
4.如權(quán)利要求3所述的自行走式點(diǎn)焊焊接機(jī)器人，其特征在于，所述主臂桿上安裝有若干排輪，所述排輪的外表面設(shè)有多個(gè)大小相同的第二凸起，所述履帶上相鄰兩個(gè)所述第一凹口之間留有與所述第二凸起匹配的第二凹口，所述第二凹口的直徑小...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張弛，章誼，朱偉敏，
申請(專利權(quán))人：上海建工二建集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。