CN108031953A - 一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统及方法，系统包括：焊接参数数据库，用于存储焊接纵向参数；坐标采集模块，用于焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；数据处理模块，用于根据实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数输出给焊接调节模块；焊接调节模块，用于根据焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；电弧跟踪模块，用于根据焊接电流反馈对焊枪进行摆动纠偏。方法包括：焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；根据实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数；根据焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏。本发明的技术方案可以在焊接时根据实时焊缝数据对焊接参数进行调整，有助于减少焊接误差。

Description

一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统及方法

技术领域

本发明属于焊接自动化领域，具体涉及一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统及方法。

背景技术

船舶建造包括零件加工、部件小组、分段装焊、分段合拢、船体合拢等诸多工艺环节，其中零件加工、部件小组、部件涂装等已实现了自动化或半自动化建造加工，但作为船体建造流程中的核心环节——分段装焊，尤其是曲面分段装焊，目前仍未有充分、有效的自动化/半自动化技术解决方案。

现有技术中的进行对于曲面焊接的技术大部分是针对便于移动的曲面板，对于不便移动的大型曲面板，很难进行焊接；其中一种技术方案是利用人工操作模拟手臂根据曲面板的焊缝轨迹模拟出焊接轨迹，在利用自动焊接机器人按照该焊接轨迹进行焊接。这种焊接方式不足在于一则需要人工操作进行模拟，效率低下，二则自动焊接机器人的动作轨迹过于僵化，对于焊缝存在的误差无法进行实时调节，焊接效果不好。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统及方法，该技术方案能够根据焊缝实时调节焊枪参数，保证自动焊接效果。

本发明的技术方案如下：

一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统，包括：

焊接参数数据库，用于存储焊接纵向参数；

每条所述焊接纵向参数包括焊接参数部分和与该焊接参数部分所对应的位置信息；

坐标采集模块，用于焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；

数据处理模块，用于根据所述实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数输出给焊接调节模块；

焊接调节模块，用于根据所述焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；

电弧跟踪模块，用于根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏。

进一步地，上述的电弧跟踪大型曲面板角焊系统，电弧跟踪模块在根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏时，焊枪枪口在垂直于焊缝轨迹方向摆动，定时采集焊枪枪口反馈的电流信息数据，比较相邻的两个时间采集点的电流信息数据，控制焊枪枪口在摆动方向上由电流信息数据大的坐标向电流信息数据小的坐标移动。

进一步地，上述的电弧跟踪大型曲面板角焊系统，还包括：

焊接参数模拟模块，用于模拟不同焊缝轨迹位置，采集焊接参数；

焊接参数生成模块，用于根据所述焊接参数和相应的焊缝轨迹位置信息数据生成焊接纵向参数，并将其存入焊接参数数据库。

相应地，本发明还提供了一种电弧跟踪大型曲面板角焊方法，包括：

焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；

根据所述实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数；

根据所述焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；

根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏；

每条所述焊接纵向参数包括焊接参数部分和与该焊接参数部分所对应的位置信息。

进一步地，上述的电弧跟踪大型曲面板角焊方法，根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏时，焊枪枪口在垂直于焊缝轨迹方向摆动，定时采集焊枪枪口反馈的电流信息数据，比较相邻的两个时间采集点的电流信息数据，控制焊枪枪口在摆动方向上由电流信息数据大的坐标向电流信息数据小的坐标移动。

进一步地，上述的电弧跟踪大型曲面板角焊方法，还包括：

模拟不同焊缝轨迹位置，采集焊接参数；

根据所述焊接参数和相应的焊缝轨迹位置信息数据生成焊接纵向参数，并将其存入焊接参数数据库。

本发明的有益效果如下：

本发明的技术方案可以在焊接时根据实时焊缝数据对焊接参数进行调整，有助于减少焊接误差。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中电弧跟踪大型曲面板角焊系统的结构框图。

图2是本发明具体实施方式中电弧跟踪大型曲面板角焊方法的流程框图。

图3是本发明具体实施方式中根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏的步骤流程框图。

图4是本发明具体实施方式中焊接纵向参数生成的步骤的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供了一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统，包括：焊接参数数据库，用于存储焊接纵向参数；每条所述焊接纵向参数包括焊接参数部分和与该焊接参数部分所对应的位置信息；坐标采集模块，用于焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；数据处理模块，用于根据所述实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数输出给焊接调节模块；焊接调节模块，用于根据所述焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；电弧跟踪模块，用于根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏。

本实施例中，电弧跟踪模块在根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏时，焊枪枪口在垂直于焊缝轨迹方向摆动，定时采集焊枪枪口反馈的电流信息数据，比较相邻的两个时间采集点的电流信息数据，控制焊枪枪口在摆动方向上由电流信息数据大的坐标向电流信息数据小的坐标移动。通过电弧跟踪模块对焊接进行纠偏，以减少焊接误差。

本实施例还包括：焊接参数模拟模块，用于模拟不同焊缝轨迹位置，采集焊接参数；进行模拟时，以预定的焊接效果为标准采集焊接参数。焊接参数生成模块，用于根据所述焊接参数和相应的焊缝轨迹位置信息数据生成焊接纵向参数，并将其存入焊接参数数据库。

相应地，本发明还提供了一种电弧跟踪大型曲面板角焊方法，包括：

S100、焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；

S200、根据所述实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数；

S300、根据所述焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；

S400、根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏；

每条所述焊接纵向参数包括焊接参数部分和与该焊接参数部分所对应的位置信息。

进一步地，上述的电弧跟踪大型曲面板角焊方法，根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏时，焊枪枪口在垂直于焊缝轨迹方向摆动，定时采集焊枪枪口反馈的电流信息数据，比较相邻的两个时间采集点的电流信息数据，控制焊枪枪口在摆动方向上由电流信息数据大的坐标向电流信息数据小的坐标移动。

如图3所示，在本实施例中，根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏时，

S401、焊枪枪口在垂直于焊缝轨迹方向摆动；

S402、定时采集焊枪枪口反馈的电流信息数据，比较相邻的两个时间采集点的电流信息数据；

S403、控制焊枪枪口在摆动方向上由电流信息数据大的坐标向电流信息数据小的坐标移动。

纠偏动作有三种情况，其一为连续采集的两个电流信息数据位于焊接坡口中心的同一侧，这种情况下通过一次步骤S402和S403便能够使得焊枪向坡口中心位置移动，从而使得焊接轨迹得到纠偏；其二为连续采集的两个电流信息数据位于焊接坡口的不同侧，且在后的电流信息数据大于在先的电流信息数据，此时，按照步骤S402和步骤S403的规则，焊枪焊口会继续向在后电流信息数据所对应的坐标位偏离坡口中心位置，直到第三次(以上述在先的电流信息数据为第一次)电流信息数据与第二次电流信息数据(也就是上述的在后的电流信息数据)按照步骤S402进行对比，按照步骤S403的规则进行纠正时，则会由第三次电流信息数据所对应的坐标位置向第二次电流信息数据所对应的坐标位置偏移。基于第一次电流信息数据与第二次信息数据的对比偏移结果(远离所述坡口中心的方向)，第三次电流信息数据所对应的坐标位置相较于第二次电流信息数据所对应的位置离坡口更远，枪口距离焊接点位置也就更近，根据mag焊电压恒定的原理，第三次电流信息数据是大于第二次电流信息数据的，故而，第三次电流信息数据与第二次电流信息数据的对比偏移结果是向着坡口中心的方向偏移，从而使得焊接位置得到纠正。

如图4所示，本实施例还包括焊接纵向参数生成的步骤：

S001、模拟不同焊缝轨迹位置，采集焊接参数；

S002、根据所述焊接参数和相应的焊缝轨迹位置信息数据生成焊接纵向参数，并将其存入焊接参数数据库。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种电弧跟踪大型曲面板角焊系统，其特征在于，包括：

焊接参数数据库，用于存储焊接纵向参数；

每条所述焊接纵向参数包括焊接参数部分和与该焊接参数部分所对应的位置信息；

坐标采集模块，用于焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；

数据处理模块，用于根据所述实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数输出给焊接调节模块；

焊接调节模块，用于根据所述焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；

电弧跟踪模块，用于根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏。

2.如权利要求1所述的电弧跟踪大型曲面板角焊系统，其特征在于，电弧跟踪模块在根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏时，焊枪枪口在垂直于焊缝轨迹方向摆动，定时采集焊枪枪口反馈的电流信息数据，比较相邻的两个时间采集点的电流信息数据，控制焊枪枪口在摆动方向上由电流信息数据大的坐标向电流信息数据小的坐标移动。

3.如权利要求1或2所述的电弧跟踪大型曲面板角焊系统，其特征在于，还包括：

焊接参数模拟模块，用于模拟不同焊缝轨迹位置，采集焊接参数；

焊接参数生成模块，用于根据所述焊接参数和相应的焊缝轨迹位置信息数据生成焊接纵向参数，并将其存入焊接参数数据库。

4.一种电弧跟踪大型曲面板角焊方法，其特征在于，包括：

焊接时采集焊枪的实时位置信息数据；

根据所述实时位置信息数据调取相应的焊接纵向参数；

根据所述焊接纵向参数调节焊枪的纵向位置；

根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏；

每条所述焊接纵向参数包括焊接参数部分和与该焊接参数部分所对应的位置信息。

5.如权利要求4所述的电弧跟踪大型曲面板角焊方法，其特征在于，根据焊接电流反馈对所述焊枪进行摆动纠偏时，焊枪枪口在垂直于焊缝轨迹方向摆动，定时采集焊枪枪口反馈的电流信息数据，比较相邻的两个时间采集点的电流信息数据，控制焊枪枪口在摆动方向上由电流信息数据大的坐标向电流信息数据小的坐标移动。

6.如权利要求4或5所述的电弧跟踪大型曲面板角焊方法，其特征在于，还包括：

模拟不同焊缝轨迹位置，采集焊接参数；

根据所述焊接参数和相应的焊缝轨迹位置信息数据生成焊接纵向参数，并将其存入焊接参数数据库。