一种用于三维曲线管段的热丝-TIG机器人焊接系统技术方案

本技术公开了一种用于三维曲线管段的热丝‑TIG机器人焊接系统，包括热丝‑TIG焊接装置与激光寻位系统。热丝‑TIG焊接装置包括旋转立柱、可移动悬臂梁和焊接机器人。旋转立柱通过旋转驱动电机的旋转轴上安装的驱动齿轮，与旋转立柱底部安装的从动齿轮相互啮合，实现旋转立柱360°旋转；可移动悬臂梁通过安装在旋转立柱顶部的竖直驱动电机，在安装在旋转立柱竖直方向的螺旋丝杠、滑块和的直线导轨作用下实现竖直运动；激光寻位系统包括TIG焊枪和激光寻位相机，激光寻位相机通过铝合金连接件安装在TIG焊枪上。采用本装置可以适应多尺寸管道全位置焊接，并结合机器人离线编程和激光寻位系统，可实现多层多道的免示教焊接。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及焊接自动化系统，特别涉及一种用于三维曲线管段的热丝-tig机器人焊接系统。

技术介绍

1、双相不锈钢管道可以满足复杂的油气开采、运输环境需求，在油气输送方面有广泛的应用前景。然而在双相不锈钢应用研究方面，尤其是焊接方面我国仍然存在大量的问题，提高其在工程实际应用中的焊接性能和效率是当前急需解决的难题。目前，海洋工程双相不锈钢三维曲线管段采用手工tig焊接，焊工劳动强度大、焊接效率低且焊接质量不稳定。

2、热丝-tig焊是将焊丝在送进熔池前，通过加热焊丝促进其熔化，改善其铺展性并提高焊接效率，广泛应用于汽车、海洋等领域。通过与机器人系统的集成，还可以实现自动焊，解决焊工劳动强度大的问题。但是，三维曲线管段由于焊接路径复杂，机器人自动焊接前人工示教需要耗费大量时间。一旦焊枪姿态不合理，打底焊接时极易出现无法熔透或焊漏的情况。特别是在多层多道的填充过程中，反复的人工示教导致其整体效率甚至不及手工tig焊接。

技术实现思路

1、本技术的目的是针对现有的技术存在的问题，提供一种用于三维曲线管段的热丝-tig机器人焊接系统，采用该系统可以显著提高加工效率并实现多层多道免示教焊接。

2、本技术的技术方案如下：

3、为了解决上述问题，本专利技术为一种用于三维曲线管段的热丝-tig机器人焊接系统，包括热丝-tig焊接装置与激光寻位系统，所述的热丝-tig焊接装置包括旋转立柱，所述的旋转立柱的下部与固定底座相连，所述的固定底座通过地脚螺栓与地面固定，旋转驱动电机安装在下部底座上，在所述的旋转驱动电机的旋转轴上安装有驱动齿轮，所述的旋转立柱的底部与从动齿轮的齿轮轴固定相连，所述的从动齿轮与驱动齿轮相互啮合，在旋转电机的驱动下立柱能够绕竖直方向轴线360°旋转；

4、在所述的旋转立柱的顶部安装有竖直驱动电机，所述的竖直驱动电机的驱动轴与沿竖直方向设置的螺旋丝杠的上端固定相连，所述的螺旋丝杠的下端与安装在旋转立柱上的轴承相连，滑块与所述的螺旋丝杠螺纹连接，在所述的螺旋丝杠左右两侧的旋转立柱上分别安装有直线导轨，所述的滑块与直线导轨上下滑动连接，沿水平方向设置的可移动悬臂梁的一端与滑块连接；焊接机器人的底座与可移动悬臂梁固定连接，在焊接机器人末端的tig焊枪上安装有激光寻位系统，在旋转立柱的左右两侧分别设置有一个焊接工位，在所述的旋转立柱的带动下焊接机器人能够分别旋转至两个焊接工位处；

5、所述的激光寻位系统包括tig焊枪和激光寻位相机，激光寻位相机通过信号线与焊接机器人相连，所述的激光寻位相机位于tig焊枪上方，tig焊枪的中心轴线与激光相机中心轴线平行，铝合金连接件为角形结构，在所述的铝合金连接件的一侧翼板上开有第一螺纹孔，tig焊枪通过穿过第一螺纹孔的第一连接螺栓与铝合金连接件固定相连；在所述的铝合金连接件的另一侧翼板上开有第二螺纹孔，在第二螺纹孔内穿有t型尼龙垫圈，在铝合金转换件的上下两端分别开有上部螺纹孔、下部螺纹孔，在下部螺纹孔穿有t型尼龙垫圈，铝合金转换件下端通过穿过安装在下部螺纹孔内的t型尼龙垫圈以及安装在第二螺纹孔内的t型尼龙垫圈的第二连接螺栓与铝合金连接件固定相连，所述的激光寻位相机通过穿过上部螺纹孔的第三连接螺栓与铝合金转换件固定相连。

6、通过本技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：

7、1.采用本焊接系统可以适应多尺寸管道全位置焊接，并通过可旋转立柱实现两侧双工位作业，显著提高加工效率。

8、2.该系统结合了现有的机器人离线编程和本技术的激光寻位系统，保证了打底焊接轨迹的准确性，在此基础上通过工具偏移，可实现多层多道的免示教焊接。

9、3.该系统通过连接件的绝缘结构，避免了tig电源产生的高频信号对激光寻位相机的冲击破坏。

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【技术保护点】

1.一种用于三维曲线管段的热丝-TIG机器人焊接系统，其特征在于，包括热丝-TIG焊接装置与激光寻位系统，所述的热丝-TIG焊接装置包括旋转立柱，所述的旋转立柱的下部与固定底座相连，所述的固定底座通过地脚螺栓与地面固定，旋转驱动电机安装在下部底座上，在所述的旋转驱动电机的旋转轴上安装有驱动齿轮，所述的旋转立柱的底部与从动齿轮的齿轮轴固定相连，所述的从动齿轮与驱动齿轮相互啮合，在旋转电机的驱动下立柱能够绕竖直方向轴线360°旋转；

2.根据权利要求1所述的用于三维曲线管段的热丝-TIG机器人焊接系统，其特征在于：可移动悬臂梁沿竖直方向行程为1～2m。

3.根据权利要求1或者2所述的用于三维曲线管段的热丝-TIG机器人焊接系统，其特征在于：所述的第一螺纹孔、第二螺纹孔为多个且在铝合金连接件不同位置，上部螺纹孔以及下部螺纹孔为多个且在铝合金转换件不同位置。

【技术特征摘要】

1.一种用于三维曲线管段的热丝-tig机器人焊接系统，其特征在于，包括热丝-tig焊接装置与激光寻位系统，所述的热丝-tig焊接装置包括旋转立柱，所述的旋转立柱的下部与固定底座相连，所述的固定底座通过地脚螺栓与地面固定，旋转驱动电机安装在下部底座上，在所述的旋转驱动电机的旋转轴上安装有驱动齿轮，所述的旋转立柱的底部与从动齿轮的齿轮轴固定相连，所述的从动齿轮与驱动齿轮相互啮合，在旋转电机的驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金鹏，闫敏杰，李浩，张纪刚，
申请(专利权)人：博迈科海洋工程股份有限公司，
类型：新型
国别省市：