[發(fā)明專利]一種智能化短直管法蘭焊接系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210937887.1
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115070289A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宗義;朱吉順;劉彥斌;裴培
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖行健智能機(jī)器人有限公司;合肥行健智能機(jī)器人有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種智能化短直管法蘭焊接系統(tǒng)及方法，本發(fā)明通過連續(xù)測量法蘭和短直管組對間隙的大小，在測量組對間隙大小的同時(shí)獲取焊縫圓周的多個(gè)特征點(diǎn)，通過特征點(diǎn)擬合出焊接軌跡，控制系統(tǒng)根據(jù)組對間隙大小變化不斷調(diào)整焊接工藝參數(shù)，并通過擬合出的焊接軌跡控制機(jī)械臂同時(shí)完成兩個(gè)變位裝置上的工件焊接，有效的提高了焊接精度。本發(fā)明變位裝置的卡爪采用彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，夾緊法蘭后，預(yù)留有一定的夾緊彈性行程，當(dāng)法蘭焊接完成后發(fā)生熱形變時(shí)，彈性結(jié)構(gòu)能夠自適應(yīng)法蘭的形變，不會(huì)發(fā)生因?yàn)榉ㄌm受熱型變而造成卡爪機(jī)械卡死的狀態(tài)，從而達(dá)到法蘭焊接完成后可以馬上松開卡抓卸下法蘭，無需等待法蘭冷卻型變恢復(fù)后才能卸下法蘭，提高了工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能化焊接領(lǐng)域，具體涉及一種智能化短直管法蘭焊接系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的短直管法蘭加工過程中，法蘭與短管的組對依然依靠機(jī)械組對工裝完成，或者人工將工件搬運(yùn)至焊接變位機(jī)處，再采用機(jī)械調(diào)正機(jī)構(gòu)進(jìn)行組對，而后機(jī)器人進(jìn)行焊接，智能化程度不高；另一方面，由于管件存在自身圓度一致性差的特點(diǎn)，因此導(dǎo)致圓周方向的組對間隙很難一致，進(jìn)而影響后續(xù)的焊接質(zhì)量；此外，工件在焊接時(shí)溫度升高，發(fā)生膨脹形變，使現(xiàn)有的焊接變位機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)機(jī)械夾盤卡死無法松開的狀態(tài)，需要待工件冷卻、形變恢復(fù)后才能卸下工件，嚴(yán)重影響了工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種智能化短直管法蘭焊接系統(tǒng)及方法，通過短直管法蘭焊接前自動(dòng)組對和組對后間隙檢測，解決了組對過程的自動(dòng)化和消除因間隙不均勻而對焊縫焊接質(zhì)量的影響，提高了焊接精度，并且變位裝置采用彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無需等待法蘭冷卻形變恢復(fù)后才能卸下法蘭，提升了工作效率。

一種智能化短直管法蘭焊接系統(tǒng)，

包括：六軸機(jī)械臂A、六軸機(jī)械臂B、變位裝置和控制系統(tǒng)；

所述六軸機(jī)械臂A和六軸機(jī)械臂B分別安裝在變位裝置兩側(cè)；所述六軸機(jī)械臂A末端安裝有抓取裝置和十字激光傳感器；所述六軸機(jī)械臂B末端安裝有焊槍和結(jié)構(gòu)光傳感器；所述抓取裝置用于抓取法蘭裝夾在變位裝置上和抓取短直管與變位裝置上的法蘭進(jìn)行組對，組對前，十字激光傳感器用于識別法蘭和短直管的位置信息、圓心空間初始位置并將信息反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制抓取裝置抓取法蘭和短直管；所述六軸機(jī)械臂A抓持短直管與法蘭自動(dòng)組對裝配，同時(shí)六軸機(jī)械臂B開始點(diǎn)焊，完成后六軸機(jī)械臂A松開短直管；所述六軸機(jī)械臂B對工件進(jìn)行焊接；焊接前，結(jié)構(gòu)光傳感器用于對法蘭和短直管的組對間隙變化進(jìn)行檢測；

所述變位裝置，包括翻轉(zhuǎn)電機(jī)、變位機(jī)底座、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、夾緊電機(jī)、翻轉(zhuǎn)支架、安裝在翻轉(zhuǎn)支架上的旋轉(zhuǎn)裝置和卡爪；所述變位機(jī)底座與翻轉(zhuǎn)支架活動(dòng)連接；所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)用于控制翻轉(zhuǎn)支架翻轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于控制旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)；所述夾緊電機(jī)安裝在翻轉(zhuǎn)支架底部，用于驅(qū)動(dòng)卡爪將工件夾緊；所述卡爪內(nèi)部為彈性結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件焊接時(shí)發(fā)生熱形變，彈性結(jié)構(gòu)能夠自適應(yīng)工件的形變；

所述控制系統(tǒng)，用于控制整個(gè)系統(tǒng)的所有設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述夾緊電機(jī)上設(shè)置有離合器，當(dāng)法蘭被卡爪夾緊后，離合器脫離旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下自由旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述抓取裝置包括緩沖減震裝置和抓取組件；所述緩沖減震裝置固定在六軸機(jī)械臂A末端，緩沖減震裝置上設(shè)置有減震彈簧，當(dāng)抓取工件時(shí)，減震彈簧可有效減緩抓取時(shí)的沖擊力，防止設(shè)備損壞；所述抓取組件固定在緩沖減震裝置上。

進(jìn)一步地，所述抓取組件包括抓取電永磁鐵、抓手和氣動(dòng)裝置；所述氣動(dòng)裝置固定在緩沖減震裝置上；所述抓手固定在氣動(dòng)裝置上，氣動(dòng)裝置控制抓手張開或閉合；所述電永磁鐵安裝在抓手兩側(cè)，電永磁鐵最下端高于抓手最下端；所述抓取組件抓取法蘭時(shí)，通過抓取組件的電永磁鐵抓取法蘭，抓取直管類工件時(shí)，氣動(dòng)裝置控制抓手張開抓取直管。

進(jìn)一步地，所述六軸機(jī)械臂A末端安裝有焊槍；所述變位裝置設(shè)置有兩個(gè)，當(dāng)兩個(gè)變位裝置上工件點(diǎn)焊完成后，六軸機(jī)械臂A和六軸機(jī)械臂B可分別完成兩個(gè)變位裝置上工件的滿焊。