[发明专利]一种机器人焊接盾构机螺旋轴的方法

权利要求书

1.一种机器人焊接盾构机螺旋轴的方法,其特征在于，包括下述步骤：

S1、螺旋曲线拟合：根据螺旋叶片的制造参数和实体测量数据绘制出螺旋叶片的实际焊接螺旋线图，根据螺旋线的数学模型拟合所述实际焊接螺旋线图，得到实际焊接螺旋线的近似数学模型；所述数学模型为圆柱螺旋线模型；

S2、插补运算：综合考虑焊接精度和误差，采用插补运算方法将所述实际焊接螺旋线的近似曲线离散成一系列的微小直线段；所述插补运算方法为等时间间隔的插补运算方法；

S3、变位机选型：根据所述微小直线段的精度要求进行变位机选型，确保变位机能够满足焊接要求；

S4、机器人工作站设计与布置：根据螺旋轴焊接要求，选择合适的焊接机器人及工装，并进行场地设计与布置；

S5、焊接路径离线编程与仿真：采用焊接机器人离线编程软件和仿真软件，生成螺旋焊缝焊接轨迹图；所述螺旋焊缝焊接轨迹的生成步骤具体为：a）建立基于工件的基坐标系和机器人的工作坐标系完成焊接位置标定；b）根据坐标系将插补运算方法获得的微小直线段分解成机器人的直线运动和变位机的旋转运动，得到机器人的直线运动方程和变位机的旋转运动方程；c）将所述直线运动方程和旋转运动方程导入仿真模拟模块中，生成螺旋焊缝焊接轨迹图；

S6、现场焊接路径验证与调整：将所述螺旋焊缝焊接轨迹输入到焊接机器人中，进行现场焊接路径试验，并根据现场的情况进行调整，调整完成后最终确定机器人焊接的实际路径；

S7、机器人焊接螺旋叶片对接焊缝：对螺旋叶片的对接焊缝进行多层多道的焊接，通过焊接工艺参数确定每一层的厚度，从而确定机器人自动换焊丝的时间，实现螺旋叶片的机器人焊接；

S8、机器人焊接螺旋叶片与旋转主轴角焊缝：调用螺旋焊缝的焊接轨迹进行焊接，同时采用焊缝跟踪调整因焊接变形造成的路径偏移；

S9、机器人焊接螺旋主轴耐磨网格：螺旋焊缝焊接完成后，对耐磨网格的焊接路径进行规划，并完成耐磨网格的焊接；

S10、螺旋轴制造完成：检查所有焊接位置焊接质量，完成焊后清理相关工作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S3中，所述变位机选型在步进式电机的变位机中进行选择。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中，所述焊接机器人设有可移动的底座，用于覆盖螺旋轴的焊接范围。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S7中，所述焊接工艺为直流反接条件下的MAG焊，具体工艺参数如下：焊丝直径为1.2mm和1.6mm，焊接电流为150-220A，焊接电压为20-28V，焊接速度为15-30cm/min，保护气体为80%Ar+20%CO₂，气体流量为15-20L/min。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S8中，所述焊缝跟踪为激光焊缝跟踪。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S9中，所述耐磨网格为菱形，尺寸为60x60mm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S10中，确保焊缝表面无缺陷，并进行焊接飞溅清理。