[发明专利]一种薄壁钛管机器人焊接方法

说明书

本发明公开了一种薄壁钛管机器人焊接方法，涉及焊接技术领域，包括如下步骤：将采集装置固定在支架上，连接好数据线，把机器人与采集装置的信号同时连接到计算机；使氩弧焊机的焊枪钨极移动到薄壁钛管的正前方；启动采集装置，利用采集装置检测薄壁钛管管头的形状并对管头进行三维分析，并将管头的三维模型参数输入计算机，得到管头的三维模型；计算机根据管头的三维模型，动态控制机器人的位置和姿态，使氩弧焊机的焊枪沿管头三维模型的轮廓运动并调整焊枪钨极与薄壁钛管端面的距离，同时控制氩弧焊机对管板上的薄壁钛管管头进行自动焊接。通过在焊接过程中调整焊枪与管头端面的距离并调整焊接参数，以提高机器人焊接薄壁钛管的焊接质量。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种薄壁钛管机器人焊接方法。

背景技术

薄壁钛管焊是一项难度极高的工作，因为钛是一种活跃金属，换热器用钛管(TA2)在350℃以上会强烈吸气、脆化、产生气孔及开裂，性能严重下降。焊接时如果没有情性气体保护，则会发生剧烈燃烧。TA2钛管熔点较高，导热差，比热小，线能量大时，冷却慢，易使晶体粗大，塑性降低，线能量小时，冷却快，又会出现a相(钛马氏体)，塑性下降。

薄壁钛管焊接前需要切除多余的钛管管头，切除后的管头受到刀具刃口变化和机械振动的影响，其切口的形状、留下管头的高度是不规则的。手工氩弧焊的缺点是对工人技术要求较高，焊枪会振动，焊接速度会改变，造成焊缝不光滑均匀，焊接速度慢，质量不稳定。

现有机器人焊接采用焊缝视觉跟踪，只能自动保持焊丝与焊缝的相对位置不变，但不能识别切口的形状和管头的高度，不适用与薄壁钛管自熔焊接。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种薄壁钛管机器人焊接方法，能够根据薄壁钛管管头的轮廓对氩弧焊机的焊枪位置进行调整，以得到合格的焊缝。

本发明实施例的薄壁钛管机器人焊接方法，包括如下步骤：将氩弧焊机安装到机器人的腕部法兰上；将采集装置固定在支架上，连接好数据线，把机器人与采集装置的信号同时连接到计算机；使氩弧焊机的焊枪钨极移动到薄壁钛管的正前方；启动采集装置，利用采集装置检测薄壁钛管管头的形状并对管头进行三维分析，并将管头的三维模型参数输入计算机，得到管头的三维模型；计算机根据管头的三维模型，动态控制机器人的位置和姿态，使氩弧焊机的焊枪沿管头三维模型的轮廓运动并调整焊枪钨极与薄壁钛管端面的距离，同时控制氩弧焊机对管板上的薄壁钛管管头进行自动焊接。

在进一步的实施例中，焊接时，根据薄壁钛管的高度及厚度动态设定氩弧焊机的焊接参数。

在进一步的实施例中，对管头进行焊接时，在焊接全过程开启氩气气压报警装置，以确保氩气气压符合设定压力。

在进一步的实施例中，所述机器人为六轴机器人。

在进一步的实施例中，所述采集装置为3D摄像机。

在进一步的实施例中，使安装在管板上的薄壁钛管伸出管板端面1-2mm。

在进一步的实施例中，焊接前，利用胀管机将管头与管板进行贴胀处理。

根据本发明实施例的薄壁钛管机器人焊接方法，至少具有如下有益效果：利用采集装置对薄壁钛管管头进行三维分析并得到管头的三维模型。焊接时，根据得到的管头三维模型动态调整氩弧焊机的焊枪与薄壁钛管端面的距离，同时控制氩弧焊机对薄壁钛管管头进行自动焊接。通过在焊接过程中动态调整焊枪与管头端面的距离，以得到合格的焊缝，能够提高机器人焊接薄壁钛管的焊接质量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的薄壁钛管的机器人焊接示意图。