[发明专利]一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺

权利要求书

1.一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺，其特征在于：待处理对象为待焊接的墙板，采用的焊接设备包括中央控制系统和机器人本体，机器人本体由中央控制系统通过控制器驱动与控制，机器人本体上设置有焊枪和扫描识别单元，扫描识别单元包括双点激光传感器，双点激光传感器与中央控制系统连接，根据双点激光传感器的扫描信号，操控送丝机供应焊料以及焊枪移动轨迹，

上述装置焊接工艺包括以下步骤：

（1）固定墙板，启动中央控制系统，中央控制系统通过控制器控制机器人本体，机器人本体带动扫描识别单元移动；

（2）扫描识别单元移动到焊缝附近，启动双点激光传感器进行扫描，并实时将扫描信息传输到中央控制系统；

（3）中央控制系统在接收到焊接面的第一个波纹焊缝轨迹后，通过焊缝识别算法计算出焊枪的焊接轨迹位置；

（4）中央控制系统通过焊枪的焊接轨迹信息，控制机器人本体上的焊枪移动，同时启动焊接电源，送丝机工作向焊枪供应焊丝进行焊接；

（5）在焊接的同时，双点激光传感器实时对下一个波纹进行扫描，并进行下一个焊接轨迹位置的计算，实现一边焊接，一边扫描计算，直至完成整条焊接面的焊接工作。

2.根据权利要求1所述的一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺，其特征在于：所述焊缝识别算法包括以下步骤：

（1）焊接面数据采集过程中，一个点激光传感器采集焊接面焊缝高度数据，另一个点激光传感器采集焊接面焊缝轮廓数据，预扫描出完整的焊接面形状，焊接面首、未处各采集一次高度数据，每1mm采集1个轮廓点，得初始扫描轨迹点；

（2）根据轨迹点的位置将轨迹点分为以下轨迹点类型：上底点、左上圆角点、左腰点、左下圆角点、下底点、右下圆角点、右腰点和右上圆角点；

（3）将轨迹点拟合，分别形成上底直线、下底直线、左腰线、右腰线和过渡圆弧；

（4）根据步骤（3）中五种形状，确定上、下底姿态、左圆角姿态、左腰姿态、右圆角姿态、右腰姿态五种焊接姿态类型，并通过标定方法得到各种姿态下的初始位置补偿值；

（5）根据轨迹点的类型和对应的拟合形状，调整轨迹点坐标，得到轨迹点的最终位置；

（6）根据轨迹点类型选取焊接姿态；

（7）完成焊接面所有初始扫描轨迹点的位置和焊接姿态计算后，得到第一个焊接面的焊接轨迹；

（8）根据焊接轨迹开始焊接，在焊接过程中，扫描识别单元实时持续扫描采集下一个焊接面的轮廓数据，并在焊接前一焊接面左腰时，采集完成后一焊接面的焊缝高度数据；

（9）当采集到下一个完整焊接面的轨迹点数据后，重复步骤（3）-（7），得到下一个焊接面的焊接轨迹；

（10）将得到的轨迹添加到整体的焊接轨迹中，等待机器人读取，如此循环，最终完成整个焊接工作。

3.根据权利要求1所述的一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺，其特征在于：所述焊接设备包括人机交互单元，人机交互单元连接中央控制系统，人机交互单元用于显示、控制操作和参数设定；中央控制系统通过控制器连接控制机器人本体运动，机器人本体上安装有焊枪和扫描识别单元，机器人本体带动焊枪和扫描识别单元移动；中央控制系统连接控制焊接电源，焊接电源连接送丝机，送丝机与焊枪连接；扫描识别单元与中央控制系统传输连接，扫描识别单元包括激光传感器，激光传感器用于焊缝原始信息的采集，中央控制系统通过识别算法计算出焊接路线，根据该路线信息控制机器人本体移动，带动焊枪，并启动焊接电源，送丝机工作向焊枪供应焊丝，进行焊接工作。

4.根据权利要求1所述的一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺，其特征在于：还包括有清枪器。

5.根据权利要求1所述的一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺，其特征在于：还包括有无线遥控器，无线遥控器与中央控制系统无线连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺，其特征在于：所述机器人本体选用型号ABB IRB1410，控制器选用型号IRC5。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于集装箱波纹焊的机器人自动焊接工艺，其特征在于：所述激光传感器采用基恩士高精度激光位移传感器 IL-300，重复精度为30um。