盾构机焊接/切割机器人的研制

针对盾构机盾体结构复杂、焊接耗时长这一问题,设计了全自动焊接/切割机器人.该机器人同时具备焊接/切割功能,能够进行多层多道自动焊接,并满足焊缝自动切割要求;焊接机器人控制系统具有横焊、平焊、立焊三种位置的焊接数据库,每个数据库中层数、道数可灵活设置;具有坡口规划和轨迹存储功能,实现不规则坡口的多层多道自动焊.利用所研发的焊接/切割机器人进行盾体自动焊接及切割试验,试验结果表明,该机器人能够满足盾构机盾体焊缝自动焊接及切割要求.     

面向盾构机制造的移动式焊接机器人的研制

针对盾构机盾体焊接特点研制了适用于盾构机焊接的移动式焊接机器人系统。根据机器人焊接作业需求,设计成分体式结构,焊接机头小巧,方便搬运及安装。该焊接机器人适用于横焊、平焊、立焊3种位置焊接模式,并可以对不同的焊接过程参数进行分类管理;具有多层多道焊的"坡口规划"及焊缝示教等功能,可满足盾构机厚板多层多道自动化焊接。利用研制的移动式焊接机器人在盾构机制造现场进行工艺焊接试验,试验结果证明,该移动式机器人能够满足盾构机盾体厚板焊缝自动焊接要求。     

基于KUKA弧焊机器人的盾构机关键部件焊接工作站

针对盾构机关键零部件的焊接特点,基于KUKA弧焊机器人研制了自动化焊接工作站。利用焊接机器人接触寻位、多层多道焊和电弧跟踪等功能实现盾构机联体刀座工件的自动焊接。焊接实验结果表明,所研制的盾构机关键零部件焊接工作站能够满足离散制造企业的零部件小批量自动化焊接生产。     

基于机器人的多层多道马鞍形焊缝自动焊接应用研究

针对含盆形坡口的马鞍形焊缝的多层多道焊,研究了一种基于工业机器人的自动化焊接方法,包括机器人运动轨迹规划、焊道排布、焊枪姿态设定、焊接参数设定、起弧收弧优化、自动排道软件设计等具体内容,并且针对3种不同规格的工件进行了焊接试验。试验结果表明,该方法能充分保证焊接质量和成形效果,同时还具有广泛的适用性。     

钢结构数字化全功能焊接机器人研制

针对钢结构复杂现场的自动化焊接作业需求,开发出四自由度移动焊接机器人.在机械方面进行了小型化、轻量化、模块组合化的设计,解决现场高空作业的快速安装调试和高空搬运的需求;在控制方面,采用焊缝再现示教、参数管理专家数据库、坡口规划数据库等技术,解决野外作业的坡口轨迹跟踪、焊接参数和电源参数的协调控制、大厚钢板坡口自动排道的多层多道焊接等实际问题,并进行了大量焊接试验、工艺评定和产业化推广,建立样板工程.结果表明,所开发的机器人实现了真正意义的钢结构数字化全功能焊接,机器人结构简单轻便、自动化程度高、焊接成形好,焊接质量满足工艺要求,适合于现场安装焊接作业.     

厚板弧焊机器人自定义型焊道编排策略

多层多道焊路径的自动规划是实现厚板机器人焊接的关键技术之一.对典型的单面V形和双面K形坡口多道焊路径规划策略进行了研究,建立了基于图形多层多道焊离线规划模块,通过特征建模、焊接顺序、焊道参数及规划类形等设置,系统可自动生成多层多道焊路径的位置和姿态,重点推导了自定义型多道焊路径规划策略,并对单面V形坡口多层多道S形焊缝进行自定义型路径规划,实现了机器人多道焊的仿真和运动程序的快速生成,提高了示教灵活度和效率.     

中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接技术研究

针对采用在线示教方式的中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接工艺进行了研究,结合机器人程序中的偏移指令设计了一种新的多层多道焊机器人焊接方法。通过对机器人焊接顺序、焊接路径进行规划,利用简化的焊道截面计算出各个目标点的偏移量,完成对机器人程序的编写。利用机器人离线编程软件Robot Studio以及实际的焊接设备对所提出的方法进行了试验验证。结果表明,该方法可有效减少示教次数,提高焊接效率,焊接后的V型坡口板填充效果以及焊缝成形良好。     

基于激光传感器的机器人自适应多层多道焊接

针对机器人自动化焊接过程中工件的定位误差、加工误差和激光传感器的安装误差的问题,提出了一种基于线结构视觉激光传感器获取焊缝形状位置信息,并使机器人能够自动调整焊枪位置和姿态来修正误差,同时自适应不同角度焊缝的多层多道路径规划方法。首先进行手眼标定,采用pyqt5在windows系统环境下部署焊接机器人手眼标定软件,把焊道空间点信息从视觉坐标系转换为机器人基坐标系下。然后对工件进行扫描,通过预设定算法完成对实际坐标点的预处理计算,并自适应调节工具坐标系的位姿弥补偏差;最后根据处理得到的焊缝坡口的特征参数和焊接工艺要求,规划多层多道焊接的路径完成焊接。对中厚板碳钢单边V形坡口进行试验,结果表明,该方法具有良好的实用性。     

移动式焊接机器人在港珠澳大桥钢主梁大节段中的应用

目前钢箱梁节段组焊仍以手工焊为主,自动化程度低。针对港珠澳大桥组合梁钢主梁节段制作及总拼焊接自动化需求和特点,本公司定制了一种轨道式的移动焊接机器人,具有无盲区焊接、喇叭口焊接等自动焊接功能。针对常用的钢梁焊接形式,开展了立焊、立仰焊、横焊等多种不同工况以及标准坡口和喇叭口等不同坡口形式的机器人自动焊接试验,试验所焊焊缝外观成形和内部质量均符合规范要求。该移动式焊接机器人已在港珠澳大桥组合梁钢主梁中山总拼现场大范围应用,焊缝一次探伤合格率达到99.64%,与手工焊相比,生产效率提高50%,人工成本降低50%,取得了很好的经济和社会效益,可供类似项目借鉴。     

盾构机结构件机器人多层多道焊关键技术北大核心

盾构机作为先进的大型工程装备在隧道施工中得到广泛应用,其与普通工程机械有两个明显的不同之处,一是盾构机重要结构件属于超厚钢板,焊接工作量很大;二是为了更好地适应隧道地质条件,结构件均采用针对性的设计。这导致每个结构件的形状、尺寸、重量乃至结构形式都不相同,从而给机器人焊接的实施带来挑战。为了实现盾构机结构件超厚钢板多层多道机器人焊接,需要解决焊接变形与应力、焊缝传感与跟踪、离线编程示教,以及多机器人协同焊接等关键技术。对于盾构机结构件机器人焊接的未来发展而言,通过接头图形自动生成、坡口智能规划等技术加强计算机辅助焊接工艺功能、融合虚拟现实等多种技术手段提升焊接过程监测水平,以及大力开发针对具体应用的焊接工艺规范数据库等,将是重要方向。     

盾构机结构件机器人多层多道焊关键技术

盾构机作为先进的大型工程装备在隧道施工中得到广泛应用,其与普通工程机械有两个明显的不同之处,一是盾构机重要结构件属于超厚钢板,焊接工作量很大;二是为了更好地适应隧道地质条件,结构件均采用针对性的设计。这导致每个结构件的形状、尺寸、重量乃至结构形式都不相同,从而给机器人焊接的实施带来挑战。为了实现盾构机结构件超厚钢板多层多道机器人焊接,需要解决焊接变形与应力、焊缝传感与跟踪、离线编程示教,以及多机器人协同焊接等关键技术。对于盾构机结构件机器人焊接的未来发展而言,通过接头图形自动生成、坡口智能规划等技术加强计算机辅助焊接工艺功能、融合虚拟现实等多种技术手段提升焊接过程监测水平,以及大力开发针对具体应用的焊接工艺规范数据库等,将是重要方向。     

带极电渣堆焊在双金属冶金复合管纵缝覆层焊接中的应用

双金属冶金复合管的焊接工艺包括基层(碳钢层)焊接和覆层(不锈钢等合金层)焊接两个部分;在进行基层内焊埋弧焊接时,为保护不锈钢覆层的坡口不被基层内焊埋弧焊烧损,需匹配相应的焊接参数,但会导致基层内焊缝边沿与覆层坡口间出现沟槽,若直接在基层内焊缝上进行覆层的带极堆焊,将会在覆层焊缝中出现类似未熔合/夹渣类缺陷;通过采用不同覆层焊接工艺进行对比试验,选择覆层焊接采用自动TIG焊焊接基层内焊缝边沿+带极电渣堆焊工艺,该覆层焊接工艺可有效减少该类缺陷的产生;并通过试验验证了该工艺条件下的焊接接头的力学性能及覆层焊缝抗腐蚀性能等均满足标准要求。     

球罐全位置焊接机器人智能控制系统

研制了一种用于球罐全位置焊接机器人的智能控制系统。采用两点视觉伺服反馈系统,以预先画出的坡口平行线为机器人的目标运动轨迹,实现机器人在多层多道焊接时在重复自动跟踪。系统选用工业控制级可编程控制器作为核心控制器件,外加自制的电机驱动等辅助电路,实现了对五自由度球罐焊接机器人的柔性磁轮的控制、跟踪机构的控制和摆动机构的控制,并使之协调联动,满足焊接过程的要求。此系统控制下的球罐焊接机器人的主要创新点是,实现了无导轨自动焊接全位置焊缝与多层多道焊接的自动跟踪。焊接工艺评定试验结果表明,此焊接机器人自动跟踪精度高,焊缝质量好,工作稳定可靠,已实现小批量试生产,产品也已用于实际焊接生产。     

机器人自动脉冲TIG焊J形坡口焊缝填充策略

核电压力容器封头由半球形封头和多个圆管相贯构成,连接的焊缝为J形坡口,轨迹是球管相贯的空间曲线,位于封头内部.由于该焊缝的特殊性,目前普遍采用手工焊接,质量与效率不佳.文中针对核电压力容器封头J形坡口的机器人自动焊接技术提出了一种多层多道焊填充策略.通过焊接结构分析,确定了J形坡口的焊接工艺分区,提出了设定焊接层数、道数的焊接轨迹规划方法,进而提出了焊接工艺参数的设定规则并据此对焊缝形状进行控制.结果表明,应用文中提出的焊缝填充策略及焊缝形状控制方法可获得良好的焊缝成形.     

一种船舶用不锈钢管接管对接自动TIG焊工艺

<正>公开了一种船舶用不锈钢管接管对接自动TIG焊工艺。具体包括焊前清理;检查设备情况;根据不锈钢管管径及壁厚、焊接电源类型,选择开坡口的形式、使用的钨极直径,调节好焊接电流、氩气流量;焊接检验;焊后修整,采用机械法对焊接变形进行局部矫正。该TIG焊工艺无需使用工艺垫板,采用多层多道焊,焊后检验坡口侧壁熔合质量好,整个焊缝质量     

厚板304L的埋弧焊

我公司为某化工厂生产的反应器属Ⅲ类压力容器 ,筒体材料为 3 0 4L不锈钢 ,规格2 0 0 0mm× 5 995mm× 40mm ,夹套材料为 16MnR ,规格为2 0 0 0mm× 5995mm× 40mm ,决定对该设备采用埋弧自动焊方法焊接。( 1)焊接材料选用SJ60 1配合H0 0Cr2 1Ni10焊丝。( 2 )坡口形状、尺寸见图 1。图 1　坡口形状及尺寸应选用小的热输入 ,在保证焊接质量的前提下 ,用小的焊接电流快速焊 ,尽量采用窄焊缝 ,多层多道焊 ,每焊完一道焊缝或一层焊缝后 ,要等焊接处冷却后再进行一次或次一层焊 ,生产中当焊完一道或一层焊缝后可用水急冷 (用水浇焊缝 ) ,…     

厚板V形坡口机器人填充焊接工艺研究

针对厚板V形坡口的焊缝宽、母材厚、焊接轨迹曲线与待焊工件焊缝中心线不一致等问题,设计了一套摆动焊接程序,在机器人离线编程软件中进行工作站建模、离线编程、运动轨迹仿真,仿真结果满足试验要求。使用六轴机器人、Fronius焊机等搭建试验系统,采用经典的单一变量控制理论,选择最优焊接参数。使用厚度为18mm的低碳钢板,对V形坡口进行多次填充焊以及盖面焊。试验结果表明,焊接工艺良好,V形坡口两侧的母材熔合情况良好,未见焊缝塌陷、层间未熔合和咬边现象发生,焊缝两边无间隙,焊缝成形呈"鱼鳞纹"状。     

港珠澳大桥组合梁钢主梁机器人自动焊试验及应用

针对常用的钢桥梁腹板焊接形式,开展了24 mm和40 mm的两种板厚试件的机器人自动焊接试验,坡口形式分别为V形和X形。试验结果表明,所焊焊缝外观成形和内部质量均符合规范要求。在港珠澳大桥总拼钢主梁腹板对接中的应用表明,采用机器人自动焊工艺方案后焊缝质量、焊接效率明显提升,焊接成本明显降低。     

厚壁管道的机器人自动焊研究

全自动焊技术是管道焊接技术的发展方向.研究了一种新型管道全位置焊接机器人,分析了管道全位置焊接机器人的系统组成.并进行了焊接材料、焊接方向、焊接坡口形式、焊接规范等工艺试验研究,试验结果表明,该焊接机器人可满足现场管道焊接作业要求,焊缝成形美观、内在质量好,接头符合相关标准要求.     

脉冲双丝焊接机器人在装载机动臂上的应用

介绍了装载机动臂使用焊接机器人的策划过程及效果。对动臂的四角圆弧矩形焊缝在三维空间的焊接进行试验,验证焊接机器人的智能软件对不规则曲线焊缝能够实现船形连续多层焊接,能够通过寻位和焊缝跟踪功能满足外形尺寸精度不高的结构件的焊接;根据装载机动臂焊缝尺寸大、连续性好的特点,采用脉冲、双丝、船形、连续、多层焊的焊接技术方案,提高焊接效率;采用双变位器的技术方案,焊接机器人能够连续工作,提高了设备利用率。通过全面批量应用,证明所采用的焊接机器人系统工艺适应性强、焊接稳定性好、焊接效率高。