[发明专利]一种基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统及方法，其中，一种基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统，包括两平行的导轨，两导轨上分别通过外部轴设有用于焊接壁板零件的焊接机器人和用于压紧壁板零件的辅助机器人，所述焊接机器人上设有激光焊接头，所述焊接机器人和辅助机器人分别通过外部轴具有沿导轨宽度方向移动的行程；两导轨之间连接设有用于支撑壁板零件的蒙皮，所述蒙皮底部设有用于对蒙皮调节定位的柔性工装。本发明属于激光焊接技术领域。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统及方法。

背景技术

采用激光焊接技术制造飞机机身壁板T型接头是国内外航空制造领域普遍接受的先进制造技术。现有的飞机机身壁板T型接头一般是采用铆接连接技术制造，但铆接结构具有重量大、生产效率低及制造成本较高等局限性，并且还不利于飞机机身壁板结构完整性的保证。激光焊接技术使此类壁板结构设计简化，用料建设，成为壁板类结构制造的发展趋势。与传统焊接技术相比，激光焊接技术在飞机壁板此类制造精度要求的结构更具优势，空客公司应用实例表明，采用激光焊接技术替代传统铆接技术，尤其是采用双侧双光束同步激光焊接实施，不仅有效降低机身结构重量和制造成本，而且大幅度提高生产效率。然而，先进双光束激光焊接专用设备是实现带筋壁板激光双光束激光焊接制造的先决条件，因此，国内外许多工业团体及研究机构都在机身壁板T型接头的激光焊接专用装备的研制，提高T型接头激光焊接可靠性和稳定性。

现有技术中，针对飞机带筋壁板研制的大型双光束焊接平台分为两类，一类是以大型龙门机床作为焊接执行系统，另一类是基于双机器人的双光束焊接系统。基于龙门机床的双光束焊接系统，焊接壁板长桁具有焊接稳定性好，精度高等优点，但对于耳片和隔框的焊接则存在工艺可达性差，焊接柔性低等问题；基于双机器人的双光束激光焊接平台，具有焊接柔性高，工艺可达性好等优点，但平台加工能力受限于机器人手臂尺寸，因此基于双机器人的双光束激光焊接系统加工能力只能满足一定尺寸范围内的飞机壁板制造。另外，飞机带筋壁板的双光束焊接工装多为整体式专用工装，存在成本高、效率低和不利于控制弱刚性壁板零件的焊接变形等问题。

因此，发明人提供了一种基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统及方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统及方法，解决了只能满足一定尺寸范围内的飞机壁板制造、成本高、效率低和不利于控制弱刚性壁板零件的焊接变形的技术问题。

(2)技术方案

第一方面，本发明的实施例提出了一种基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统，包括两平行的导轨，两导轨上分别通过外部轴设有用于焊接壁板零件的焊接机器人和用于压紧壁板零件的辅助机器人，所述焊接机器人上设有激光焊接头，所述焊接机器人和辅助机器人分别通过外部轴具有沿导轨宽度方向移动的行程；

两导轨之间连接设有用于支撑壁板零件的蒙皮，所述蒙皮底部设有用于对蒙皮调节定位的柔性工装。

进一步改进的，所述柔性工装包括设在蒙皮底部的多根磁柱，各磁柱的顶端分别设有吸盘，所述磁柱和蒙皮之间通过吸盘固定连接。

进一步改进的，所述柔性工装包括底座，各磁柱分别固定立设在底座上。

进一步改进的，所述蒙皮底部还设有用于对壁板零件辅助定位的辅助定位装置。

第二方面，本发明的实施例提出了一种采用上述的基于多机器人协同的薄壁结构激光焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：

S1，两焊接机器人和两辅助机器人分别向设定初始位置运动；

S2，中央控制单元分别获取两焊接机器人和两辅助机器人是否抵达的第一信号，若第一信号为否，则重复步骤S1，若第一信号为是，则进入步骤S3；