[发明专利]一种机器人管焊装置及方法

说明书

本发明公开了一种机器人管焊装置及方法，在直线电机的正上方垂直设置旋转凸台，机器人设置在所述旋转凸台上，在所述机器人的顶端设置焊枪；钢管夹紧装置设置在可升降的上下横梁之间，钢管夹紧装置设置与减速电机相连；上下横梁之间还安装菱形架用于夹持管道，该焊接装置采用直线电机控制横向运动，从而焊接横向缝隙；采用减速电机控制钢管旋转使得焊接机器人可以焊接环形管道的缝隙；采用菱形架保持待焊接的管道同轴且对接间距不超过3mm，该装置使焊接机器人有较好的机动性，稳定性好，便于操作。

技术领域：

本发明属于机器人焊接领域，具体涉及磁悬机器人焊接装置。

背景技术：

焊是被焊工件的材质通过加热和/或加压(可用或不用填充材料)使工件结合而形成永久性连接的工艺过程，目前工厂内大多是人工操作，人工对被焊接的管材进行夹紧定位,然后再进行对接焊接，效率低可靠性差，而且易导致人员伤害。

钢板深加工成钢管是通过预弯机将钢板做成钢管，需要将钢管缝隙焊接上。

焊接的质量取决于焊缝大小、焊接电流、堆料时间、焊缝清洁程度，采用机器人在直线上焊接时，常面临启动和停止速度不均匀造成堆料不均；以及机器人在直线运动中移动装置调速响应慢，无法满足焊接速度的要求。

而且目前只能实现一根钢管的自动焊接，无实现多根钢管拼接焊接。

直线电机技术是一项相对来说较新的技术领域，主要运用于实验室研究或有轨列车上。具有功率因数和效率高、推力密度大，电力电子变换装置尺寸小、成本低，调速快的优点。

发明内容：

本发明的目的在于：针对背景技术中存在的诸多缺点和问题加以改进，提供一种机器人管焊装置及方法，该方法可使焊接装置通过直线电机控制横向运动，从而焊接横向缝隙；通过伺服电机控制钢管旋转使得焊接装置可以焊接钢管的环形缝隙；通过直线电机驱动和菱形架夹持使两根钢管同心对接，并使对接间距可以精确控制在1-3mm。该焊接装置有较好的能动性、自动化程度高、稳定性好、便于操作、方向可调。本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种机器人管焊装置及方法，其特征在于，将两段钢管的分别穿过至少两个菱形架，各段钢管两端分别置于菱形架内侧，四个边长相同的菱形架同轴线的安装在对称布置的上下横梁之间，菱形架的四条边通过铰链连接，让各连接有电子卷尺两端上下横梁相对平行移动使菱形架夹持钢管，使两段钢管同心，电子卷尺采集上下横梁的间距；让连接光栅读数头的各菱形架沿上下横梁横向相对移动，光栅读数头读取上横梁或下横梁上的光栅尺确定两段钢管各端的位置，驱动菱形架用于使两段钢管的对接端保持1-3mm的间隙；将测得的距离数据和位置数据通过控制器转给上位机，上位机计算出钢管的外径、圆周长、长度、对接端位置，并通过控制器，驱动安装在直线电机次级上的焊接机器人，沿平行于上下横梁的直线电机初级轨道平移至两段钢管的对接处焊接钢管；控制器还驱动设有转盘的管道夹持装置夹紧钢管的非对接端，连接减速电机的转盘用于沿径向转动钢管,便于机器人焊接。

前述的机器人管焊方法，中上位机计算出的钢管外径为：