[發明專利]焊接系統及鑄件缺陷補焊方法

在審

• 申請號: 202010571471.3
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111730245A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 王永恩;趙以麟;馬越
• 申請（專利權）人: 共享智能鑄造產業創新中心有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/02;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種焊接系統及其鑄件缺陷補焊方法。焊接系統包括：焊接機器人、機器人控制平臺、激光掃描器以及檢測組件；所述激光掃描器安裝于所述焊接機器人上，用于跟隨所述焊接機器人轉動掃描鑄件的缺陷部位；所述機器人控制平臺用于接收所述激光掃描器的掃描數據，并將所述掃描數據轉換成焊接機器人的焊接坐標；所述檢測組件用于檢測缺陷部位的焊接溫度是否符合焊接要求，并將滿足焊接的反饋信號發送所述焊機機器人，所述焊機機器人根據所述反饋信號按照所述焊接坐標執行焊接操作。焊接系統及鑄件缺陷補焊方法能夠自動對大型鑄件的不規則缺陷進行掃描，且掃描后生成的三維模型經焊接機器人控制系統處理后進行自動補焊。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，特別是涉及一種焊接系統及鑄件缺陷補焊方法。

背景技術

大型鑄鋼件是很多重大技術裝備的核心基礎零部件，因其鑄造過程控制難度大、生產周期長，容易產生各類鑄造缺陷，特別是鑄件澆注冷卻后產生的夾渣、縮孔、疏松等缺陷，需要氣刨挖除后再進行焊補，而碳弧氣刨是由人工操作利用電弧熔化和壓縮空氣雙重作用下進行的，操作復雜多變，無法達到如加工坡口那樣高精度尺寸，導致缺陷呈現不規則形狀。目前在管材、鈑金等結構焊接領域廣泛應用的焊接機器人，都是根據預先規劃和規則焊接路徑，進行重復性點焊或對接焊，無法實現對大型鑄鋼件不規則缺陷的識別和自動焊補。

為了提高焊接作業的焊接速度和焊接精度，這就需要采用具有識別功能的機器人替代傳統的人工焊接操作，而如何實現機器人的識別功能也必將影響其執行焊接作業的性能優劣。專利CN109986172A一種焊縫定位方法、設備及系統提出采用兩臺CCD相機作為圖像采集裝置，獲取焊縫定位圖像與模板圖像進行匹配，最終實現焊縫自動跟蹤定位，可用于大批量板材等自動焊接的，但此方法無法實現對大型鑄鋼件不規則缺陷的自動識別和補焊。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術中無法實現對大型鑄鋼件不規則缺陷的自動識別和補焊的問題，提供一種能夠自動對大型鑄件的不規則缺陷進行掃描，且掃描后生成的三維模型經焊接機器人控制系統處理后進行自動補焊的焊接系統及鑄件缺陷補焊方法。

一種焊接系統，所述焊接系統包括：焊接機器人、機器人控制平臺、激光掃描器以及檢測組件；所述激光掃描器安裝于所述焊接機器人上，用于跟隨所述焊接機器人轉動掃描鑄件的缺陷部位；所述機器人控制平臺用于接收所述激光掃描器的掃描數據，并將所述掃描數據轉換成焊接機器人的焊接坐標；所述檢測組件用于檢測缺陷部位的焊接溫度是否符合焊接要求，并將滿足焊接的反饋信號發送所述焊機機器人，所述焊機機器人根據所述反饋信號按照所述焊接坐標執行焊接操作。

在其中一個實施例中，所述檢測組件包括紅外測溫件，所述紅外測溫件用于檢測鑄件的缺陷部位的溫度。

在其中一個實施例中，所述焊接系統還包括清渣器，所述清渣器用于對補焊后的鑄件的缺陷部位進行打磨處理。

在其中一個實施例中，所述檢測組件還包括質量檢測件，所述質量檢測件用于檢測鑄件的缺陷部位是否補焊合格。

一種鑄件缺陷補焊方法，采用所述的焊接系統進行補焊，包括如下步驟：

機器人控制平臺下發補焊指令；焊接機器人根據補焊指令帶動激光掃描器對鑄件進行缺陷掃描，并獲取掃描數據；機器人控制平臺接收掃描數據，并根據掃描數據獲取鑄件的缺陷部位的坐標與焊接機器人的焊接坐標；根據鑄件的缺陷部位的坐標進行逆向建模，并提取缺陷特征獲取缺陷部；對鑄件的缺陷部采用檢測組件檢測焊接溫度是否符合焊接要求，若符合則焊機機器人根據焊接坐標執行焊接操作。

在其中一個實施例中，焊接機器人的坐標P1與缺陷部位的坐標P2的變換關系如下：

P2＝RP1+T

R為旋轉矩陣，T為平移矩陣。

在其中一個實施例中，對鑄件上的各缺陷部分別進行順序標記，焊接機器人按照標記順序進行補焊。