[發明專利]一種用于大型復雜箱型結構件的離線檢測式自動焊接方法

有效

• 申請號: 201510343499.0
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104889533B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 莊國順;閆云飛;毛明;趙忠民;蘇培發
• 申請（專利權）人: 山西平陽重工機械有限責任公司
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127;B23K9/02
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及結構件自動焊接方法，具體為一種用于大型復雜箱型結構件的離線檢測式自動焊接方法。

背景技術

由異形的曲板、直板、貼板、墊板、蓋板及各功能性成型件組成的具有網格形結構特征的中厚板結構件被稱之為大型復雜箱形結構件，其通常由焊接加工完成。由于異形結構的存在，成型過程包含了修割、配做加工，使得裝配上形成誤差，造成焊縫位置和尺寸的變化，在采用自動化焊接時，焊縫軌跡需要提前引導和跟蹤。

現有的焊縫跟蹤技術，均屬于在線檢測方式，分為焊槍外掛跟蹤傳感設備和無外掛的弧壓跟蹤技術兩大類。

焊槍外掛跟蹤傳感設備進行檢測時，由于外掛的傳感元器件無法承受高溫弧光的長時間作用，使得焊接傳感器防護尺寸大，相對于網格型箱形結構件而言，內部方格空間狹小，傳感器需要在前后左右下5個方位安裝，形成大的避讓盲區，使得箱格底部能夠施焊的焊縫很短，無法有效應用。

弧壓跟蹤技術進行檢測時，由于弧壓跟蹤技術能夠實施的對象必須是同一特征的焊縫，面對異形結構件具有曲形焊縫、貼板坡口焊縫、角焊縫并存的焊縫特征，單一的弧壓跟蹤方式無法完整統一適應。

目前，大型復雜箱形結構件是采用人工示教方式完成焊縫軌跡的引導而實現自動焊接，由于人工示教采用間斷點示教，使得焊接軌跡與焊縫不能夠完整擬合，造成焊接成型質量不穩定、焊接強度整體不同；而采用在線檢測方式占用焊接的有效時間，使自動焊接設備有效利用率降低。

發明內容

本發明為了解決現有大型復雜箱形結構件采用人工示教方式存在焊接強度較差的問題，提供了一種用于大型復雜箱型結構件的離線檢測式自動焊接方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：一種用于大型復雜箱型結構件的離線檢測式自動焊接方法，采用如下步驟：a、按照大型復雜箱形結構件的生產圖紙將其所含的平板、墊板、曲板、貼板、直板、蓋板及功能性部件組裝成型；b、將組裝成型的大型復雜箱形結構件放置于自動測量工位，自動測量工位上方的三坐標測量系統通過快換式接頭從測量儀儲存庫中抓取接觸式連續測量儀，以平板為基準構建工件實物直角坐標系，并在大型復雜箱形結構件三維方向上各選取一個特征點，作為坐標系變換校正基準點；c、三坐標測量系統依據測量程序通過接觸式連續測量儀對大型復雜箱形結構件每一條角焊縫軌跡進行測量，并以工件實物直角坐標系的坐標數據形式對每一條角焊縫軌跡進行記錄，并進行順次存儲；d、角焊縫測量完成后，三坐標測量系統通過快換式接頭從測量儀儲存庫中抓取掃描式二維測量儀，依據測量程序對大型復雜箱形結構件每一條坡口焊縫軌跡進行測量，并以工件實物直角坐標系的坐標數據形式對每一條坡口焊縫軌跡進行記錄，并進行順次存儲；e、坡口焊縫測量完成后，三坐標測量系統通過快換式接頭從測量儀儲存庫中抓取拍照式三維測量儀，依據測量程序對大型復雜箱形結構件剩余的每一條焊縫軌跡進行測量，并以工件實物直角坐標系的坐標數據形式對剩余的每一條焊縫軌跡進行記錄，并進行順次存儲；f、焊縫順次排序、焊縫類型、焊縫軌跡坐標數據構成一條焊縫的信息，順次存儲的焊縫信息總合及校正基準點坐標數據構成一個大型復雜箱型結構件的焊縫信息存儲數據包；g、所述的測量程序是依據大型復雜箱型結構件的焊縫類型、焊縫類型位置布局、焊縫測量順序而編制的用于自動測量的通用控制程序；f、將大型復雜箱型結構件的焊縫信息存儲數據包通過網絡傳輸系統存儲到自動焊接設備控制中心，存儲名稱與對應的大型復雜箱型結構件編號相一致；g、將大型復雜箱形結構件放置于自動焊接工位，內腔自動焊接設備依據工件編號通過網絡傳輸系統從自動焊接設備控制中心調取該工件的焊縫信息存儲數據包，并依據其內的校正基準點坐標數據與自動焊接工位上大型復雜箱形結構件校正基準點進行比對，自動計算差異；然后依據差異自動校正變換焊縫信息存儲數據包內的坐標系，使其與自動焊接工位上大型復雜箱形結構件實物直角坐標系相一致；h、坐標系相一致后，內腔自動焊接設備按照預先設定的焊接程序依據焊縫信息存儲數據包內的焊縫信息對大型復雜箱形結構件方格內腔每一條焊縫自動進行連續施焊，直至焊接完成結構件所有內腔焊縫；i、將大型復雜箱形結構件放置于變位焊接工位，蓋板自動焊接設備依據工件編號通過網絡傳輸系統自動從自動焊接設備控制中心調取該工件的焊縫信息存儲數據包，并依據其內的校正基準點坐標數據與變位焊接工位上的大型復雜箱形結構件實物校正基準點進行比對，自動計算差異；然后依據差異自動校正變換焊縫信息存儲數據包內的坐標系，使其與變位焊接工位上的大型復雜箱形結構件實物直角坐標系相一致；j、坐標系相一致后，蓋板自動焊接設備按照預先設定的焊接程序依據焊縫信息存儲數據包內的焊縫信息對大型復雜箱形結構件外漏的每一條焊縫自動進行連續施焊，直至焊接完成結構件所有外露焊縫，完成大型復雜箱形結構件的整體自動連續焊接。