[实用新型]一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人焊接技术领域，具体来说是一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统。

背景技术

双面双弧焊接工艺是针对大型厚壁工件采用对称坡口双面同时施焊，相对于传统的大厚板非对称坡口，无需进行先焊面后热、后焊面气刨前预热、碳弧气刨、打磨、磁粉检验等多道中间施工工序，大大减轻了工人的劳动强度，显著提高焊接生产效率，缩短了施工周期，降低了生产成本。

如专利申请号为CN200410082758.0，申请日为2004-11-8，名称为“双面双弧焊焊接方法”的发明专利，其技术方案为：将待焊接的工件连接部位制作成双面焊接坡口；焊接前，对制成的双面焊接坡口及其两侧表面进行打磨，并清洗坡口及其两侧表面；首先以两台焊机的两个焊枪引出的两个独立电弧，分别在双面焊接坡口进行双面双弧对称打底焊接；打底焊接后再以两个独立电弧分别在双面焊接坡口进行双面双弧填充焊接。上述专利两台焊机的两个焊枪引出两个独立的电弧，分别在双面焊接坡口进行双面双弧打底和填充焊接。

再如专利申请号为CN200910039788.6，申请日为2009-5-26，名称为“立式双面双弧等离子对称焊接方法”的发明专利，其技术方案为：将工件沿焊缝方向竖直放置，在工件正反两面两侧分别水平设置变极性等离子弧焊焊枪，和熔化极惰性气体保护焊焊枪或非熔化极惰性气体保护焊焊枪。上述专利给出了一种立式双面双弧等离子对称焊接方法，双面焊枪采用等离子和熔化极或非熔化极的焊接方法进行焊接，结合等离子弧和熔化极或非熔化极电弧的特点实现双面焊接过程。

上述两种专利只给出了双面双弧的焊接方法。要实现双面双弧的焊接，靠人工手持焊枪很难保证焊接质量和焊接效率，同时增加了工人的焊接劳动强度。

为提高生产效率和产品质量稳定性，改善工人劳动环境，降低劳动强度。焊接机器人系统一般由焊接承载机构、焊接系统、控制系统组成。承载机构又分为固定式工业机械手、轨道式小车、自主移动式机构；焊接系统由焊接电源、焊枪、保护气、送丝机构等组成；控制系统负责承载机构的运动、跟踪、焊接质量控制等。目前常用于自动化焊接的是轨道式机器人焊接系统，该系统由机器人运行轨道、机器人及焊接系统组成，使用时需要预先进行轨道铺设，仅适用于能够铺设轨道的直焊缝，并且轨道的柔性在一定范围内，无法适应焊缝形式的变换。清华大学开发了履带式磁吸附自主移动式焊接机器人，履带式吸附移动机构吸附可靠性好，但其转向性能受限，造成机器人系统全位置作业运动灵活性不足，作业位置调整困难。北京石油化工学院开发了磁轮式自主移动焊接机器人，其移动机构运动灵活性好，但是吸附能力差。本实用新型提出一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统，结合双面双弧焊接工艺，给出自主移动式机器人本体、系统组成及系统控制。

综上所述，现有的机器人或者是运动灵活性较好而负载能力差，或者是负载能力强而运动灵活性差，未能较好地解决机器人移动和吸附的矛盾，综合性能不好。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服已有技术在移动性和吸附能力两方面综合性能的不足，设计一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统，包括机器人本体、控制系统和焊接系统，其特征在于：

机器人本体包括爬行机构和操作机构：所述爬行机构包括采用驱动转向一体化磁轮的前轮模块、采用永磁间隙吸附装置的后轮模块、连接前后轮的车架和安装在车架上的电机驱动控制器，所述爬行机构为三轮结构，三轮均为驱动轮，采用冗余控制转向方式实现在导磁壁面上的转向；操作机构安装在爬行机构上；

控制系统包括传感系统、机器人本体控制箱和机器人主控系统；所述传感系统包括激光跟踪传感器、环境监控传感器和熔池监控传感器；

焊接系统包括焊枪、焊接电源、送丝机、保护气、遥操作手控盒；

机器人本体、控制系统和焊接系统三者通过线缆连接；

所述机器人本体为2台，机器人本体控制箱为2套，传感系统为2套，焊枪为2个；上述两套设备对称设置，所述2台机器人本体分别吸附在待焊接工件两侧。

两套焊接系统的设置并不是简单的将各自独立的焊接系统进行叠加，而是需要在控制箱内对两套焊机系统进行相应设置，使得两套系统能够配合完成焊接工作，而不是各自简单的独立工作并，但是上述控制箱内部做出的设置是则本领域技术人员所知晓的。