永磁履带自主全位置爬行式弧焊机器人的控制方法技术

一种永磁履带自主全位置爬行式弧焊机器人的控制方法，其特征在于，该方法包括如下：　　　　ａ、　　利用激光ＣＣＤ传感器（１４）测得的焊缝信息的图像信号；　　　　ｂ、　　将上述图像信号经信号处理传输到跟踪控制器（６）；　　　　ｃ、　　跟踪控制器（６）依据上述图像信号发出指令；　　　　　ｄ、　　根据这一指令经双向驱动控制装置和十字滑块的控制装置（１３）使焊矩（１５）实现垂直和横向两个方向运动；　　　　ｅ、　　上述步骤ａ中的图像信号同时经接口信号校正传输到爬行机驱动控制器（５）；　　　　ｆ、　　上述爬行机驱动控制器（５）根据所述图像信号发出控制信号；　　　　ｇ、　　该控制信号经交流伺服机驱动器（８－４）驱动两个永磁履带（８－２）而使爬行机（８）运动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出的属于弧焊机器人
，特别涉及到用于大型或巨型工件焊接的高精度、高效率的弧焊机器人。
技术介绍
随着工业技术的不断发展，在金属结构焊接
，为了能解决焊接工作量不断加大以及为了确保焊接质量，焊机和焊接机器人及其控制方法得到迅速发展，做为弧焊机器人及其控制方法主要有两种类型1、肘关节式智能弧焊机器人一般由6个自由度以上的焊接机器人本体和数个自由度的外部设备联动，其智能性主要表现在用编程或示教确定其运动轨迹，跟踪或其它如探测间隙、寻找起始点等。这类弧焊机器人有尺寸限制，最大也只能适应于例如一个小型船船体分段或一个车厢的焊接。2、轨道爬行式部分智能型自动弧焊机这类机器人能够解决大型或巨型工件的焊接，主要是将带焊炬的小车挂在铺设好的轨道上，沿着轨道轨迹进行焊接。存在问题是轨道尽管有刚性、柔性之分，但轨道很难与被焊工件的表面轮廓完全相同，轨道虽然大体上沿着焊缝铺设，但往往轨道不能与焊缝完全平行，特别是当工件在两个自由度有变化并且具有不同的接头型式时，轨道更难与焊缝平行；虽然有时配有跟踪装置，但因轨道限制，跟踪范围很小，限制了跟踪能力。另外铺设轨道费时费力，铺设轨道时间往往要占总工作量的一半，轨道成本占设备总投资三分之一以上。
技术实现思路
为了克服
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中肘关节式弧焊机器人和轨道爬行式自动弧焊机存在的不足，特别要实现大型或巨型工件的高精度、高效率的焊接，本专利技术的目的是提出一种新型的。本专利技术的目的通过以下的技术方案达到1、一种，该方法包括如下a、用激光CCD传感器(14)测得的焊缝信息的图像信号；b、将上述图像信号经信号处理传输到跟踪控制器(6)；c、跟踪控制器(6)依据上述图像信号发出指令；d、根据这一指令经双向驱动控制装置和十字滑块的控制装置(13)使焊距(15)实现垂直和横向两个方向运动；e、上述步骤a中的图像信号同时经接口信号校正传输到爬行机驱动控制器(5)；f、上述爬行机驱动控制器(5)根据所述图像信号发出控制信号； g、该控制信号经交流伺服机驱动器(8-4)驱动两个永磁履带(8-2)而使爬行机(8)运动；2、还有一种，该方法包括如下a、完全重复权利要求1中的a至d的步骤，当d步骤中的十字滑块中的横向滑块移动到极限位置时发出一横向滑块位置信号；b、该横向滑块位置信号经过接口信号校正传输到爬行机驱动控制器(5)。c、爬行机驱动控制器(5)发出指令经交流伺服器驱动器(8-4)分别驱动两个永磁履带(8-2)而使爬行机(8)横向运动。3、在上述两种控制方法中还包括电压反馈信号传输到焊接电源控制器(4)，焊接电源控制器(4)根据该电压反馈信号对焊接电源(11)实现适应性控制。4、在上述两种控制方法中还包括摆动控制器(3)依据焊缝的具体状况，发出用于选择焊炬(15)的不同的振幅，摆频、停顿、摆动时间的控制信号，该控制信号经过焊炬摆动驱动动使焊炬(15)实现规定的摆动。5、在上述两种控制方法中还包括编程控制器能够协调上述的十字滑块与爬行机结合的跟踪控制、焊接电源控制、焊炬摆动控制以及焊接程序控制。6、在上述两种控制方法中包括 与编程控制器相连的手控器(10)只控制焊接中需要调节或人工干预的焊接参数。7、在上述两种控制方法中，对爬行机8的永磁履带8-2实现以下控制通过磁路开关8-2-3产生或消除永磁履带8-2对外的磁力线，当爬行机8工作时，摆动磁路开关8-2-3，使永磁履带8-2对外产生磁力线，保证爬行机8对工件具有磁力吸附力，爬行机8垂直向上运动时最大负载为35kg；当爬行机8不工作时，磁路开关8-2-3复原，永磁履带8-2对外磁力线消除而无磁吸附力，这样，爬行机8可以轻易地从工件取下来。8、在上述两种控制方法中，通过爬行机驱动器5和两个交流伺服机驱动器8-4对爬行机8的两个永磁履带8-2的运动速度分别进行控制，控制其速度差并且借助设置在永磁履带8-2上的永磁履带转向安全装置8-3实现爬行机8的自由稳定安全转向，该爬行机8甚至可以原地自转360°。本专利技术提出的与
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中的弧焊机器人控制方法相比具有以下的优点。1、能够完成包括横立焊以及全位置焊在内的大型或巨型工件的无轨道自主全位置焊接，这是
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中的肘关节式机器人或轨道爬行式机自动焊不能完成的；2、由于采用了先进的焊缝识别、跟踪和焊接控制系统，因此可以保证焊接的高质量，焊缝的跟踪精度可达±0.2～0.3mm左右，高度±0.5以内，并且跟踪范围不受限制；3、明显减少了焊接辅助时间，始终以最佳规范进行焊接，减少了焊缝缺陷和返修时间，因此生产效率极高。附图说明图1本专利技术提出的永磁履带自主全位置爬行式弧焊机器人控制方法采用的设备示意图；图2本专利技术提出的永磁履带自主全位置爬行式弧焊机器人控制方法的方框图；图3十字滑块和爬行机连续性结合控制的方框图；图4十字滑块和爬行机非连续性结合控制的方框图；图5爬行机中的永磁履带的结构；图6爬行机的永磁履带的磁路可控的原理图；图7爬行机中的永磁履带的转向安全装置的结构图；图8利用本专利技术提出的控制方法完成曲线丁字型焊接试件设置的示意图；图9利用本专利技术提出的控制方法完成横焊和立焊试件设置的示意图。下面结合附图说明本专利技术提出的。首先结合附图1说明本专利技术提出的控制方法采用的主要设备。总控制柜1上设置着作为编程控制器的PLC控制器2、摆动控制器3、电源控制器4、爬行机驱动控制器5、跟踪控制器6、PC机7、爬行机8、送丝机9、手控器10、焊接电源11和气并12。爬行机8上装有十字滑块13，该十字滑块13由V向滑块和H向滑块组成(H代表横向、V代表垂直向)，爬行机上还装有激光CCD传感器14和焊炬15。爬行机8主要包括爬行机主体8-1、永磁履带8-2、永磁履带转向安全装置8-3、交流伺服机驱动器8-4和链轮8-5。结合附图2给出的方框图说明本专利技术出的控制方法的程序。装在爬行机8的十字滑块13上的激光CCD传感器14把识别到的工件焊缝的信息(接头形式、坡口形状、间隙大小)的图像信号传输到跟踪控制器6，跟踪控制器6发出指令经双向驱动控制而使十字滑块13的V向滑块和H向滑块运动，即使十字滑块13在垂直方向和横向运动；上述焊缝信息的图像信号也传输到爬行机驱动控制器5，爬行机驱动控制器5发出指令，经交流伺服机驱动器8-4而驱动爬行机8，以上说明的是十字滑块和爬行机的连续性结合控制的程序，其中包括图2的方框图中标明①的程序。还有一种十字滑块和爬行机非连续性结合控制的程序。上述图像信号传输给跟踪控制器6，跟踪控制器6发出指令，经双向驱动控制使十字滑块13在V、H两个方向运动，当跟踪范围大时，为了避免十字滑块滑到滑架极限位置而失效，将横向滑块在滑架上的位置信号，即横向位置信号传输给爬行机驱动控制器5，爬行机驱动控制器5再发出指令经交流伺服机驱动器8-4而使爬行机8运动。很明显，这是一种十字滑块和爬行机的非连续性结合控制，这种控制包括图2的方框图中标明②的程序。焊接时电压反馈传输到焊接电源控制器4中，使焊接电源11实现适应性控制。摆动控制器3依据焊缝的具体状况，发出用于选择焊炬15的不同的振幅、摆频、停顿、摆动时间等的控制信号，该控制信号经过摆动驱动使焊炬15运动；通过摆动控制器3模仿焊工的“手法”，使焊炬15摆动。编程控制器协调跟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘际銮，闫炳义，高力生，张华，卢勤英，窦建清，吴志强，
申请(专利权)人：潘际銮，闫炳义，高力生，张华，卢勤英，
类型：发明
国别省市：