[發明專利]一種進行管道焊接作業的工業機器人及其自動控制方法

在審

• 申請號: 201710578284.6
• 申請日: 2017-07-16
• 公開（公告）號: CN107150193A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 毛強平
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種進行管道焊接作業的工業機器人及其自動控制方法，屬于工業機器人技術領域。

背景技術

自從20世紀60年代在美國安裝使用第一臺工業機器人以來，具有操作功能多樣性的工業機器人就倍受關注，成為新的自動化時代的核心技術。在工業企業界，越來越多的廠家采用機器人充當生產過程的重要角色。焊接是一項技術要求高，勞動環境惡劣的工作，在很多情況下人們采用焊接機器人代替人工作業。

焊接機器人是應用最廣泛的工業機器人，全世界現役的工業機器人約有一半的工業機器人用于焊接領域，其主要集中在汽車、摩托車、工程機械等行業，特別是汽車行業是焊接機器人的最大用戶。焊接機器人突破傳統的焊接剛性自動化，開始了一種柔性自動化的新方式，被認為是具有焊接自動化革命性的進步。

CN2652577Y公開一種無導軌全位置行走光電實時跟蹤管道焊接機器人，主要由爬行機構和自動跟蹤裝置組成，采用橫跨式磁性輪車式的爬行車體，自動跟蹤系統有CCD傳感器，橫向跟蹤執行機構，擺動機構，縱向執行機構，焊槍角度調節機構，焊槍，PLC控制箱、位置實施測控系統及遙控面板組成，其中焊槍角度調節機構，由小齒輪和角度調節齒輪，驅動電機和導向輪組成，并通過連接板與縱向執行機構相連接。

但是上述的焊接機器人無法對于管道內部進行焊接。而且，對于彎曲的管道，特別是突然有較大角度彎折的管道內部焊接作用，對于目前的焊接機器人來說具有較大的作業難度。

發明內容

本發明的目的是：解決常規的用于管道內部焊接作業的機器人不適合于彎曲管道作業的問題，特別是在管道垂直彎折處的焊接作業；同時本發明的焊接機器人也能夠實現在焊接作業的同時消除管道內部生成的焊渣。

本發明第一個方面：

一種進行管道焊接作業的工業機器人，主要是由依次從前至后的焊接段、中間段、除焊渣段所構成，焊接段與中間段之間通過前彎曲段連接，中間段與除焊渣段之間通過后彎曲段連接，前彎曲段與后彎曲段都可以自由彎曲；在焊接段、中間段、除焊渣段上都設置有頂部支撐輪和位于兩側的側支撐輪，頂部支撐輪和側支撐輪與各段之間的連接部具有彈性；在焊接段的底部設置有導軌，導軌上設置有移動塊，移動塊可以在導軌上進行前后運動，在移動塊的底部還設置有焊槍，焊槍用于對管道內壁進行焊接；

還包括有：

驅動裝置，用于驅動頂部支撐輪和側支撐輪的轉動；

前位移記錄單元，用于記錄焊接段上的頂部支撐輪和側支撐輪的運動距離；

后位移記錄單元，用于記錄中間段上的頂部支撐輪和側支撐輪的運動距離；

主控制器，用于根據前位移記錄單元和后位移記錄單元記錄的數據來控制移動塊在導軌上的運動以及焊槍的工作。

在一個實施例中，所述的工業機器人用于管道內部焊接。

在一個實施例中，當工業機器人運動至管道彎曲處時，主控制器使焊槍停停止工作，焊接段向彎曲處中繼續行進，后位移記錄單元開始記錄中間段上的頂部支撐輪和側支撐輪的運動距離，當焊接段完全進入彎曲后的管道后，工業機器人停止前進，后位移記錄單元將記錄的第一運動距離發送至主控制器，主控制器命令移動塊向后運動第一運動距離之后，移動塊逐步向前運動第一運動距離并同時進行焊接；接下來，主控制器使焊槍停止工作，并使工業機器人繼續前進，前位移記錄單元開始記錄焊接段上的頂部支撐輪和側支撐輪的運動距離，當中間段完全進入至彎曲后的管道后，工業機器人停止前進，前位移記錄單元將記錄的第二運動距離發送至主控制器，主控制器命令移動塊向后運動第二運動距離之后，移動塊逐步向前運動第二運動距離并同時進行焊接；焊接完成后，工業機器人繼續向前運行并同時繼續焊接。

在一個實施例中，在同一段上的頂部支撐輪與側支撐輪相互之間在截面上為°排列。

在一個實施例中，除焊渣段用于在工業機器人焊接和行進的過程中同時清除生成的焊渣。

在一個實施例中，除渣段上設置有吸風口以及排風口，吸風口和排風口之間通過除焊渣模塊連接，除焊渣模塊是通過過濾的方式使焊渣清除。

在一個實施例中，除焊渣模塊的結構中包括有：進氣道，進氣道吸風口連通；還設置有與進氣道相連通的吸風管道，吸風管道與排風口連通；