[发明专利]一种H型钢结构件参数化编程焊接方法及焊接装置

权利要求书

1.一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)测量待焊工件H型钢结构件的尺寸数据；

(2)将工件放置在工装台面上，工装台面采用液压对中装置，使工件安装后可以位于工装的中心；

(3)将工件的尺寸数据输入到PLC触摸屏模块，控制系统内预存有工件模型；

(4)所述机器人系统根据工件的尺寸数据和工件模型计算出激光寻位点；机器人携带激光传感器寻位出焊缝点后更新输出实际焊缝位置；

(5)机器人系统根据焊缝实际位置对工件进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中液压对中装置让工件位于工装中心，具体包括如下步骤：

(2.1)十字对中模块由90度正交的两个液压缸组成；

(2.2)H型钢结构件的落位在工装夹具上，其腹板和翼板分别平行与其中的一个液压缸；

(2.3)依次启动两组液压缸，让工件位于工装的中心位置。

3.根据权利要求1所述的一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，所述控制系统内预存有工件的模型，具体包括如下步骤：

(3.1)所述机器人系统内预存有不同板厚类型的工件模型及其工艺参数；

(3.2)根据输入的工件尺寸数据，系统匹配相适应的工件模型及其工艺参数。

4.根据权利要求1所述的一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括如下步骤：

(4.1)其中机器人系统计算出机器人动态寻位起点和终点、机器人静态寻位点；

激光动态寻位起点Ps点计算方法为：

(x0-workpiece_L-d，y0+0.707*workpiece_W，z0-0.707*workpiece_W+h)

激光动态寻位终点Pe点、激光静态寻位点Pe点计算方法为：

(x0-workpiece_L+ratio*workpiece_L，y0+0.707*workpiece_W，z0-0.707*workpiece_W+h)

其中，x0、y0、z0为变位机翻转轴转90度时，变位机中心x、y、z位置值；workpiece_L为H型钢结构件的长度，也为焊缝的长度；workpiece_W为H型钢结构件的宽度；ratio为搜索比例，用户自定义；d：动态起点与焊缝起点的距离；h：激光扫描高度；

(4.2)机器人系统根据H型钢结构件尺寸参数、激光寻位获得的两个点，计算输出焊缝的起点和终点；

焊缝的实际起点通过激光动态寻位获得，动态寻位获得的点位为P1，其计算方法为：

机器人携带激光传感器从Ps点走到Pe点，采集激光传感器的焊缝有无焊缝标志flag和对应寻位得到点空间坐标x、y、z形成2维数组Q[i][j]；

计算有无焊缝标志差分数组P[i]：

P[i]＝Q[i][0]-Q[i-1][0]

计算焊缝起始点的序列号k值：

while P[i]！＝1

++i

endwhile

k＝i

输出P1点：

P1＝(Q[k][1]，Q[k][2]，Q[k][3])

机器人携带激光传感器静态寻位获得的点位为P2；

焊缝的实际终点P3依据以下方程组计算获得：

5.根据权利要求1所述的一种H型钢结构件参数化编程焊接方法，其特征在于，所述步骤(5)中机器人系统根据焊缝实际位置对工件进行焊接，具体包括如下步骤：

(5.1)变位机动作到坡口船型焊位置，机器人焊接坡口，直至填完坡口，具体包括：

坡口部分焊接的起始点为P1、P3点依据坡口参数进行偏移后的点，偏移量的计算方法为：(0，0.5*workpiece_t1*sin(0.5*θ)，-0.5*workpiece_t1*cos(0.5*θ))；

其中，θ为坡口角度；workpiece_t1为腹板厚度；

(5.2)变位机动作到坡口以上部分船型焊位置，机器人焊接坡口以上部分，直至焊高达到要求。