[发明专利]一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统及焊接方法

说明书

本发明的一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统及焊接方法，包括行走系统、焊缝激光识别系统、位置补正系统和焊枪；单个位置补正系统包括R轴旋转机构、Z轴上下调节机构和L轴左右调节机构，Z轴上下调节机构与横梁行走机构螺纹连接，Z轴上下调节机构的底端连接设置R轴旋转机构，R轴旋转机构的下方连接设有L轴左右调节机构，焊枪设在L轴左右调节机构的底部，焊枪的前端设有线激光传感器。本发明通过增加一个旋转轴即R轴旋转机构和一个高精度调节轴即L轴左右调节机构来实现焊缝位置全方位识别和位置补正；既能实现焊缝形态的多种识别，又能实现焊缝位置的高时效性和高精度性的位置补正，又解决了可以同时增加两套跟踪系统独立工作。

技术领域

本发明属于焊缝焊接技术领域，涉及专用车制造、钢结构、轮船制造等焊缝焊接领域，具体涉及一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统及焊接方法。

背景技术

众所周知，专用车制造等重大装备制造领域的产品尺寸大，产品种类繁多，在生产过程中没有生产工装，人工组对的统一性、精度没有保障，又加之零件由于自重，自身零件变形，焊缝形态不固定，又大多都是长焊缝，比如说焊缝长度最长达13.5米；因此，焊接持续时间长，人工焊接焊接效率低下。拿专用车底板为例，在专用车底板拼接的过程中，专用车底板长13.5米，宽2.5米，而进料尺寸为长1.5米，宽2.45米，那么板与板之间的焊缝有可能是拼接焊缝，有可能是搭接焊缝，在长度方向上组合成的长焊缝并不能保证是一条笔直的焊缝，这就需要一种能够识别焊缝位置并指引焊枪进行自动焊接的系统。

而现有的自动化焊接系统中的技术不足之处在于：

一、机械焊缝跟踪技术存在着应用受限。首先，现有的机械焊缝跟踪只能跟踪搭接焊缝，并且至少搭接高度在2mm以上，而拼接焊缝机械跟踪根本就应用不了；

二、其他激光焊缝跟踪技术也存在着应用受限。虽然解决了能够识别拼接焊缝，但是类似斜搭接焊缝的实际情况就又不能识别了；

三、现有的自动化焊接技术是引导焊枪进行焊缝位置的补正，采用的是：横向焊缝用龙门架前后移动来调节焊枪补正左右方向上的偏差，竖向焊缝用横梁左右移动来调节焊枪补正左右方向上的偏差，这样的技术的缺点在于焊枪补正的实效性和精度性大大降低；

四、在四周拐角焊缝处理上，现有的技术存在着有一段焊缝是没有进行激光跟踪的，也就是说有一小段焊缝焊枪是没有进行位置补正的，这段小焊缝能不能焊的好关键在于板材在拼接的时候方正不方正，整个车体零件摆放的方正不方正；因此遇到此类情况，现有焊接技术很容易出现死角、空缺，并且该技术不能满足板材和零件复杂、环境艰涩的焊接情况，存在短板。

另外，如果位置补正采用的是龙门架和横梁进行补正，那么就没有办法增加另外一套跟踪焊接系统，因为两个焊缝跟踪系统共用一个龙门和横梁，而每个焊缝跟踪系统需要龙门和横梁做出补正的方向和位置是不固定的，这样就很容易发生冲突，进而造成焊接误差、焊接破坏、死角、短板、空缺等诸多弊端，并不能很好地实现全自动化焊接，通用性、实用性、效率性有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统及焊接方法，采用通用性能更广的焊缝激光识别系统，通过增加一个旋转轴即R轴旋转机构和一个高精度调节轴即L轴左右调节机构来实现焊缝位置全方位识别和位置补正；既能实现焊缝形态的多种识别，又能实现焊缝位置的高时效性和高精度性的位置补正，又解决了可以同时增加两套跟踪系统，两套跟踪系统可以同时工作，互不影响，大大增加了焊接的效率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种激光识别焊缝位置并自动焊接的系统，包括行走系统、焊缝激光识别系统、位置补正系统和焊枪，所述行走系统、位置补正系统、焊枪均与焊缝激光识别系统相连；