[發明專利]波紋腹板H型鋼機器人自動焊接方法

在審

• 申請號: 202211147355.4
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115383375A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 付玉儉;王洪建;王睿智;高廣;張宏志;李新建
• 申請（專利權）人: 濟南時代新紀元科技有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K37/00;B25J9/16;B25J19/02
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 姜月磊

波紋腹板H型鋼機器人自動焊接方法，所述自動焊接方法包括以下步驟：S1，焊接機器人進入工作狀態，設置多個時間節點，以使焊接機器人的掃描動作和焊接動作進行同步；S2，保證激光點云掃描裝置和焊接機器人之間的距離參數處于固定值LY；S3，焊接機器人下方的行走平臺帶動焊接機器人移動，同時在豎直方向和水平方向通過激光點云掃描裝置的激光傳感器自動掃描工件和兩側翼板并實時生成點云數據LX和LZ，由激光點云掃描裝置的激光點云控制器計算出焊接機器人的焊接位姿RX、RY和RZ；S4，激光點云控制器將實時焊接位姿數據傳送給焊接機器人控制柜，焊接機器人控制柜根據檢測數據實時調整焊接位姿RX、RY和RZ，實現工件的自動連續焊接。

技術領域：

本發明涉及波紋腹板H型鋼機器人自動焊接方法。

背景技術：

目前，波紋腹板H型鋼廣泛應用于輕量化自卸車、集裝箱、軌道交通設施、鋼結構移動房屋等領域，其腹板表面呈波浪形，與同等強度下平腹板H型鋼相比具有更好的抗剪承載力和抗彎強度，可減少30％左右的鋼材用量，大大降低使用成本，且整體造型美觀。

工件結構形式具有周期變化規律，但是整體成型精度較低，并且工件尺寸長寬和波紋峰谷差值變化較大，導致工件的組對偏差和焊接變形無法避免，從而難以實施自動化焊接；現有的實施方式大多以人工手持焊接為主，但是人工焊接生產效率低、焊縫一致性差，對焊工焊接技術要求較高。

現有的焊接方法操作步驟繁瑣，應用場景單一，自動化智能化程度低，難以滿足高效率高質量的焊接要求；而自動化程度較高的焊接機器人采用線激光形式，預先給焊接機器人導入工件模型再通過編程方式對工件整體長度方向進行掃描，記錄所有焊縫坐標點，返回到起點開始進行焊接操作，雖然可以在一定程度上完成工件焊接，但無法避免焊接過程中由熱形變而產生的焊接路徑偏差，同時由于激光采集距離的局限性也無法完成大波浪峰谷差值工件的檢測和焊接。

發明內容：

本發明實施例提供了波紋腹板H型鋼機器人自動焊接方法，方法設計合理，基于激光點云引導技術，簡化實際焊接操作步驟，可自動適應不同波形工件焊接，將焊接過程和焊縫掃描過程同步進行，節省了掃描時間，提升了整體焊接效率，有效避免在焊接過程中產生的熱形變路徑誤差，保證了工件焊接加工精度，從而方便進行普及和應用，解決了現有技術中存在的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

波紋腹板H型鋼機器人自動焊接方法，所述自動焊接方法包括以下步驟：

S1，焊接機器人進入工作狀態，設置多個時間節點T_n，以使焊接機器人的掃描動作和焊接動作進行同步；

S2，將激光點云掃描裝置通過固定支架進行安裝在焊接機器人的前端，以保證激光點云掃描裝置和焊接機器人之間的距離參數處于固定值LY；

S3，焊接機器人下方的行走平臺帶動焊接機器人移動，同時在豎直方向和水平方向通過激光點云掃描裝置的激光傳感器自動掃描工件和兩側翼板并實時生成點云數據LX和LZ，由激光點云掃描裝置的激光點云控制器計算出焊接機器人的焊接位姿RX、RY和RZ；

S4，激光點云控制器將實時焊接位姿數據傳送給焊接機器人控制柜，焊接機器人控制柜根據檢測數據實時調整焊接位姿RX、RY和RZ，實現工件的自動連續焊接。

激光點云控制器將實時焊接位姿數據傳送給焊接機器人控制柜，焊接機器人控制柜根據檢測數據實時調整焊接位姿RX、RY和RZ包括以下步驟：

S4.1，分別采集點云數據上的任意兩個點并記錄對應的激光坐標；

S4.2，行走平臺帶動焊接機器人分別移動到采集的坐標點上，記錄焊接機器人在橫坐標方向和縱坐標方向的相對焊接位置坐標，通過關系方程式得到焊接位姿RX和RZ；

S4.3，同步記錄焊接機器人外部擴展軸坐標，結合焊接機器人末端對激光點的距離，得到焊接位姿RY。