[发明专利]用于运行焊接机器人的具有焊缝跟踪的焊接方法

说明书

本发明涉及用于连接至少两个工件的电弧焊接方法。机器人沿着轨迹线以垂直于轨迹线的叠加的摆动运动引导焊炬以实现预给定的焊缝，根据焊接电弧的至少一个随时间变化的状态参量、如焊接电流和/或焊接电压在焊炬的运行期间产生焊缝跟踪信号，由该焊缝跟踪信号为了跟踪焊炬关于预给定的焊缝的位置产生侧校正信号和/或高度校正信号，据此匹配焊炬的用于产生焊缝的运动轨迹，焊炬在调设多个焊接参数、如焊条进给速度、焊接电流、焊接电压和/或电弧长度的情况下执行焊接工艺。其特征是，在摆动伸长相对于轨迹线约为零的时刻分析处理焊缝跟踪信号以求取要焊接的工件之间的状态间隙宽度，焊接参数至少之一为焊条进给速度、电弧长度、焊接电压和焊接电流。

技术领域

本发明涉及一种用于连接至少两个工件的电弧焊接方法，其中机器人沿着轨迹线以垂直于轨迹线的叠加的摆动运动引导焊炬以便实现预给定的焊缝，且根据焊接电弧的至少一个随时间变化的状态参量、如焊接电流和/或焊接电压在焊炬的运行期间产生焊缝跟踪信号，由该焊缝跟踪信号为了跟踪焊炬关于预给定的焊缝的位置产生侧校正信号和/或高度校正信号，据此匹配焊炬用于产生预给定的焊缝的运动，其中焊炬在调设多个焊接参数、如焊条进给速度、焊接电流、焊接电压和/或电弧长度的情况下执行焊接工艺。此外，本发明还涉及用于实现这样的电弧焊接方法的相应的焊接设备。

背景技术

就此而言，在给出的已知的电弧焊接方法中，将焊接电弧用作传感器，以便检测在构件上由于公差和/或由于在焊接过程中的热变形引起的偏差并由此检测与预给定焊缝的偏差且在执行机器人焊接的过程中跟踪焊炬。这样的用于自动和连续跟踪或调节焊炬位置的传统焊接方法例如在文献US 4,785,155和EP 1 268 110 B2中公开。

此外，在欧洲专利文献EP 0 512 583 B1中描述的用于利用焊接机器人执行摆动焊接方法的方法中教导了：使摆动幅度以及焊接速度、亦即焊炬或机器人的运动速度匹配于检测到的焊缝跟踪信号，以便改善焊接结果。

此外，在这种类型的自动机器人焊接的领域中已知的是，或者附加于所述电弧传感器或者取而代之地连续地在焊接过程中接收另一或其他传感器、如用于检测要焊接的工件的相应的真实的接头几何结构的激光传感器的信号，且根据传感器信号连续跟踪焊炬的位置，且除了焊炬或机器人的这些运动但是之外也使得焊接参数、如特别是焊条进给速度匹配于检测的接头几何结构，以便能基本上与在工件上可能的公差和/或可能的热变形无关地实现两个工件的优化焊接。通过这样的附加的传感器的应用可以使得焊接工艺也灵活地匹配于在工件之间间隙宽度的变化，且特别是可以通过匹配焊炬的焊接参数对抗于变化的间隙宽度。

发明内容

然而在焊接方法的实施中用于连续检测接头几何结构的激光器的应用是非常成本密集的。就此而言，本发明的任务在于，改进所述的这种类型的电弧焊接方法，使得也成本有利地检测由于构件的提高的公差或在焊接方法的实施期间构件提高的变形引起的接头几何结构的变化且匹配焊接方法，以便产生用于工件焊接的改善的焊缝。

该任务在方法方面通过具有本发明的特征的电弧焊接方法解决。在按照本发明的电弧焊接方法中，该电弧焊接方法特别是可以构成为具有熔化的电极的电弧焊接方法，通过机器人沿着轨迹线以垂直于轨迹线的叠加的摆动运动引导焊炬以便实现预给定的焊缝，且根据焊接电弧的至少一个随时间变化的状态参量、如焊接电流和/或焊接电压在焊炬的运行期间产生焊缝跟踪信号，由该焊缝跟踪信号为了跟踪焊炬关于预给定的焊缝的位置产生侧校正信号和/或高度校正信号，据此匹配焊炬用于产生焊缝的运动轨迹；其中焊炬在调设多个焊接参数、如焊条进给速度、焊接电流、焊接电压和/或电弧长度的情况下执行焊接工艺。在脉冲焊接工艺的执行中，作为另外的焊接参数可以包括或调节脉冲持续时间和脉冲频率。按照本发明的焊接方法的特征在于，在摆动伸长相对于轨迹线大约零、特别是零的时刻分析处理焊缝跟踪信号用以求取在要焊接的工件之间的状态间隙宽度；其中根据求取的状态间隙宽度匹配焊接参数亦即焊条进给速度、电弧长度、焊接电压、焊接电流、脉冲持续时间和脉冲频率中至少之一。