[发明专利]一种进行管道焊接作业的工业机器人及其自动控制方法

说明书

本发明涉及一种进行管道焊接作业的工业机器人及其自动控制方法，属于工业机器人技术领域。本发明提供的工业机器人是由三段结构所组成，各段之间是由可以弯曲的连接段进行连接，可以使其在弯曲的管道内部进行运动，并同时进行焊接。由于在弯道处行进时，通过监测各段时间的位移，并通过调节移动块在导轨上的运动，使得焊枪能够适应弯道处的位置变化，克服了在弯道处焊接不稳定的问题；同时，本发明提供的焊接机器人能够同时在线清除生成的焊渣。

技术领域

本发明涉及一种进行管道焊接作业的工业机器人及其自动控制方法，属于工业机器人技术领域。

背景技术

自从20世纪60年代在美国安装使用第一台工业机器人以来，具有操作功能多样性的工业机器人就倍受关注，成为新的自动化时代的核心技术。在工业企业界，越来越多的厂家采用机器人充当生产过程的重要角色。焊接是一项技术要求高，劳动环境恶劣的工作，在很多情况下人们采用焊接机器人代替人工作业。

焊接机器人是应用最广泛的工业机器人，全世界现役的工业机器人约有一半的工业机器人用于焊接领域，其主要集中在汽车、摩托车、工程机械等行业，特别是汽车行业是焊接机器人的最大用户。焊接机器人突破传统的焊接刚性自动化，开始了一种柔性自动化的新方式，被认为是具有焊接自动化革命性的进步。

CN2652577Y公开一种无导轨全位置行走光电实时跟踪管道焊接机器人，主要由爬行机构和自动跟踪装置组成，采用横跨式磁性轮车式的爬行车体，自动跟踪系统有CCD传感器，横向跟踪执行机构，摆动机构，纵向执行机构，焊枪角度调节机构，焊枪，PLC控制箱、位置实施测控系统及遥控面板组成，其中焊枪角度调节机构，由小齿轮和角度调节齿轮，驱动电机和导向轮组成，并通过连接板与纵向执行机构相连接。

但是上述的焊接机器人无法对于管道内部进行焊接。而且，对于弯曲的管道，特别是突然有较大角度弯折的管道内部焊接作用，对于目前的焊接机器人来说具有较大的作业难度。

发明内容

本发明的目的是：解决常规的用于管道内部焊接作业的机器人不适合于弯曲管道作业的问题，特别是在管道垂直弯折处的焊接作业；同时本发明的焊接机器人也能够实现在焊接作业的同时消除管道内部生成的焊渣。

本发明第一个方面：

一种进行管道焊接作业的工业机器人，主要是由依次从前至后的焊接段、中间段、除焊渣段所构成，焊接段与中间段之间通过前弯曲段连接，中间段与除焊渣段之间通过后弯曲段连接，前弯曲段与后弯曲段都可以自由弯曲；在焊接段、中间段、除焊渣段上都设置有顶部支撑轮和位于两侧的侧支撑轮，顶部支撑轮和侧支撑轮与各段之间的连接部具有弹性；在焊接段的底部设置有导轨，导轨上设置有移动块，移动块可以在导轨上进行前后运动，在移动块的底部还设置有焊枪，焊枪用于对管道内壁进行焊接；

还包括有：

驱动装置，用于驱动顶部支撑轮和侧支撑轮的转动；

前位移记录单元，用于记录焊接段上的顶部支撑轮和侧支撑轮的运动距离；

后位移记录单元，用于记录中间段上的顶部支撑轮和侧支撑轮的运动距离；

主控制器，用于根据前位移记录单元和后位移记录单元记录的数据来控制移动块在导轨上的运动以及焊枪的工作。

在一个实施例中，所述的工业机器人用于管道内部焊接。