[發明專利]利用機器人雙弧協同焊接實現閉環焊縫無接頭的連接方法

有效

• 申請號: 202111549852.2
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114211090B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 周明;周春東;王劍春;丁峰;何樂
• 申請（專利權）人: 江蘇靖寧智能制造有限公司
• 主分類號: B23K9/02
• 分類號: B23K9/02;B23K9/067;B23K9/12
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 聞鈺

一種利用機器人雙弧協同焊接實現閉環焊縫無接頭的連接方法，在可協同焊接的雙機器人上分別集成焊槍1、焊槍2及其對應的機器人焊接系統，并利用該系統對處于水平面內的閉環焊縫進行焊接，將焊接路徑分為起弧過渡段、平穩焊接段和收弧過渡段三個區段，不同區段采用不同的焊接工藝規范，起弧和收弧過渡段采用小電流參數，平穩焊接段則匹配了最佳工藝參數，保證了各區段焊縫成形一致，解決閉環焊縫焊接時接頭處易產生未熔合、氣孔、裂紋等缺陷的問題，提高焊縫質量。

技術領域

本發明涉及機器人智能焊接技術領域，尤其是一種利用機器人雙弧協同焊接實現閉環焊縫無接頭的連接方法。

背景技術

隨著國家智能制造政策的不斷推進，傳統制造業正面臨向智能制造轉型升級，智能制造市場需求量越來越大。機器人焊接技術也逐漸向集成多機器人、多焊接方法、多感知手段的智能焊接技術方向發展。

工業應用中，經常需要將兩個分割的部件焊接成一個整體，兩獨立部件的連接縫通常為閉環焊縫，對于處于水平位置的閉環焊縫，主要包括平面對接焊縫和角接焊縫。為提高焊縫連接質量，一般采用全焊透、滿焊焊接工藝。相較于斷續焊縫，斷續焊縫由于部分位置未進行焊接，容易在未焊區域形成應力集中，易產生裂紋等缺陷，因此對于承載能力、質量要求高的焊接件，一般采用閉環焊縫進行焊接。

對于閉環焊縫的焊接，現有技術一般采用首尾相連的方式進行焊接，其起弧點和收弧點重疊，會在首尾相連處形成接頭，由于收起弧工藝差異大、涉及二次加熱，同時在起弧點根部容易形成畸角，收弧時二次加熱難以將起弧處金屬完全熔化、熔池金屬不易填充根部畸角，易在接頭處產生未熔合、氣孔、裂紋等缺陷，造成接頭處焊縫質量差。

中國發明專利201610899365.1提供了一種適合自動化焊接水平角焊縫包角工藝，其針對船舶組立件包角焊設計的焊接工藝，兩焊槍起弧后路徑上有交叉，一方面會導致兩焊槍發生碰撞，另一方面交叉時會把另一把槍焊絲熔斷，導致電弧不穩定，極易形成缺陷。而本發明提出采用雙機器人協同焊接，利用小電流起弧并相互靠近，在收起弧區域形成共熔池獲得無接頭焊縫，能夠解決閉環焊縫焊接時接頭處易產生未熔合、氣孔、裂紋等缺陷的問題，提高焊縫質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種利用機器人雙弧協同焊接實現閉環焊縫無接頭的連接方法，在可協同焊接的雙機器人上分別集成焊槍1、焊槍2及其對應的機器人焊接系統，并利用該系統對處于水平面內的閉環焊縫進行焊接。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種利用機器人雙弧協同焊接實現閉環焊縫無接頭的連接方法，在可協同焊接的雙機器人上分別集成焊槍1、焊槍2及其對應的機器人焊接系統，并利用該系統對處于水平面內的閉環焊縫進行焊接，具體包括以下步驟：

步驟1：雙機器人焊槍1和焊槍2分別從起弧交點P0附近的起弧點P1、P1’點起弧，起弧后焊槍以推焊姿態沿焊縫路徑向P0點運動(焊槍1和焊槍2與前進方向夾角分別為θ₁、θ₂)，運動至靠近起弧交點P0的P2、P2’點處兩熔池形成共熔池后，焊槍1和焊槍2抬高Z₀并分別以拉焊姿態沿焊縫往回運動至P1、P1’點，P1→P2→P1、P1’→P2’→P1’區段為起弧過渡段；

步驟2：雙機器人焊槍1和焊槍2調整姿態為正常姿態(工藝預研時最佳工藝對應的平穩焊接)后，分別從起弧交點P0附近的P1、P1’點沿焊接路徑向熄弧交點P5附近的熄弧點P3、P3’點運動，P1→P3、P1’→P3’為平穩焊接區段；

步驟3：雙機器人焊槍1和焊槍2分別沿焊接路徑運動至P3、P3’后，調整焊槍姿態為推焊姿態沿焊縫路徑向熄弧交點P5點運動(焊槍1和焊槍2與前進方向夾角分別為θ₅、θ₆)，運動至靠近熄弧交點P5的熄弧共熔池點P4、P4’點處兩熔池形成共熔池后，焊槍1和焊槍2抬高Z₁并分別以拉焊姿態沿焊縫路徑往回運動至P3、P3’點熄弧，P3→P4→P3、P3’→P4’→P3’區段為收弧過渡段。