[发明专利]一种用于大型复杂箱形结构件的焊缝自动跟踪方法

权利要求书

1.一种大型复杂箱形结构件的焊缝实时自动跟踪方法，其特征在于，采用如下步骤：

①、将组装成型的大型复杂箱形结构件放置在自动焊接工位上，启动自动焊接设备，其所配置的焊枪（8）依据预先设置的焊接程序自动寻找到焊缝起点；同时，焊枪（8）端部安装的摆动撞针（12）在其驱动装置（9）的作用下开始反复斜向摆动；

所述自动焊接设备是由数控电机驱动的可以实现X/Y/Z三轴移动以及X/Y/Z多轴旋转的关节式焊接机械手所组成的设备，其执行端部安装焊枪（8）、摆动撞针（12）及其驱动装置（9），通过控制系统（11）进行集成控制；

②、当摆动撞针（12）摆碰到焊缝两边时，摆动撞针（12）摆幅数据被驱动装置（9）上安装的摆幅编码器检测系统（10）记录，并与设定的理论摆幅进行比较，计算出摆幅差值，然后通过自动焊接设备的控制系统（11），按照摆幅差值调整焊枪（8）位置，使焊枪（8）处于焊缝施焊的正确位置；

③、焊枪（8）位置调整正确后，按照焊接程序沿焊缝路径起弧施焊；同时，摆动撞针（12）随着焊枪移动继续反复斜向摆动，摆碰焊缝两边，按照步骤②实时反馈摆幅信息，并实时调整焊枪（8）位置；当在大型复杂箱形结构件内腔方格内施焊角焊缝时，摆动撞针（12）摆碰角焊缝垂直两边，由于具有斜向摆动，在内腔方格转角处摆动撞针（12）能够提前于焊枪（8）而摆碰到侧边，从而能够提前将摆碰侧边的摆幅信息按照步骤②进行反馈，焊接程序依据摆幅边界条件判别而实施转角施焊程序，从而对结构件内腔方格周圈焊接实现实时自动跟踪及焊接；当对大型复杂箱形结构件外露坡口焊缝与角焊缝施焊时，由于摆动撞针（12）摆碰坡口焊缝坡口两边与角焊缝垂直两边，其摆幅有明显不同，按照步骤②进行反馈后，焊接程序能够依据摆幅边界条件而自动判别实施坡口焊缝与角焊缝施焊程序，从而对结构件外露坡口焊缝与角焊缝自动实现连续衔接，完成多种焊缝统一实时自动跟踪及焊接；

重复以上步骤，直至焊接完成结构件所有焊缝，从而对大型复杂箱形结构件多种焊缝全位置焊接实现全自动实时跟踪。

2.如权利要求1所述的一种大型复杂箱形结构件的焊缝实时自动跟踪方法，其特征在于，所述的摆动撞针（12）与焊枪（8）是采用如下结构实现安装的：焊枪（8）上靠近其前端部的位置固定有一个连接板（19），摆动撞针（12）通过转轴（20）转动设在连接板（19）上；摆动撞针（12）的转动平面位于竖直平面且与焊枪（8）前进方向垂直；摆动撞针（12）的结构与焊枪（8）相配，摆动撞针（12）上端固定有一个扇形齿轮（21），扇形齿轮（21）与一个支撑在基座（22）上的齿轮轴（23）相啮合；基座（22）上还设有伺服电机（24）以及由伺服电机（24）驱动的减速机（25），减速机（25）的驱动轴与齿轮轴（23）的一端相连接，齿轮轴（23）位于减速机（25）一侧的部分设有一对扭矩联轴器（26），扭矩联轴器（26）之间设有扭矩传感器（27）；基座（22）上还固定有一个轴承座（28）；轴承座（28）外侧通过连接固定板（29）固定有一个编码器（30）；齿轮轴（23）的另一端穿过轴承座（28）与编码器（30）转轴相连接；扭矩传感器（27）的信号输出端与伺服电机（24）信号输入端相连接以反馈摆动撞针（12）的摆动相位信号；编码器（30）的信号输出端与控制系统（11）的信号输入端相连接。