[发明专利]实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统

说明书

本发明公开了一种实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，包括双臂龙门架单元，用于携载机器人单元实现三轴运动；机器人单元，用于控制双臂龙门架单元运动以及激光复合头单元工作；激光单元、弧焊单元分别输出激光能量、电弧能量；激光复合头单元，用于实现激光电弧复合焊接；总控单元，用于实现与机器人单元进行通信，以及人机交互；配电单元，用于为其他单元提供工作所需电源。本发明通过双机器人结合龙门架单元的结构方式，以及双机器人协调运动的方式，从设备上实现大尺寸复杂T型接头厚板工件的双面激光电弧复合对称焊接，能够提高生产效率，此外具有大跨度和高精度等特点，可以实现大型复杂工件的焊接，且整体结构简单易实现。

技术领域

本发明涉及机器人焊接技术领域，特别涉及一种实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统。

背景技术

传统的厚板T型接头气保焊焊接方法是采用K形坡口，正面焊接完成后进行背面清根，该方法消耗大量工时，效率低。如中国专利CN200410082758公开了一种双面双弧焊接方法，其采用对称K形坡口进行双面双弧打底焊接和双面双弧填充焊接，该方法省去背面清根过程，缩短施工周期，但是焊接变形难以控制、弧焊填充量大等问题仍然突出。

激光电弧复合焊接方法结合了电弧和激光的优势，具有较大的熔深和较好的搭桥能力，在厚板焊接领域逐步推广应用。如中国专利CN102126088A公开了一种厚板T型接头双面激光电弧复合焊接方法，该方法采用的双面激光电弧复合焊接技术，结合了激光复合焊接和双面焊接的优势，将激光电弧复合热源作用于厚板T型接头的立板两侧，同步施焊，解决了传统T型接头焊接方法中存在的焊接工序多、焊丝填充量大、应力变形不易控制等问题。

上述专利CN102126088A中仅给出T型结构厚板双面焊接的方法，但是要实现双面同步焊接，需要设计专用的焊接设备，依靠人工无法保证焊接质量和效率。目前还没有专门用于双面激光电弧复合焊接的设备。中国专利CN102672315B公开了一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统，该系统中两台机器人采用爬行装置结构吸附在待焊工件两侧，双机器人可以协同控制，实现双面双弧焊接。但该系统的结构灵活性不高，在小空间范围内的焊接可达性不好。此外轮式的行走方式难以保证激光电弧复合焊接工艺的焊接精度和速度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于大尺寸复杂工件T型接头厚板的高效双面焊接机器人系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种实现双面激光电弧复合焊接的双臂龙门式机器人系统，包括双臂龙门架单元、机器人单元、激光单元、弧焊单元、激光复合头单元、总控单元以及配电单元；

所述双臂龙门架单元，用于携载机器人单元实现三轴方向的运动；

所述机器人单元，用于携载激光复合头单元实现激光电弧复合焊接，且控制双臂龙门架单元实现三轴运动；

所述激光单元，用于输出激光能量至激光复合头单元；

所述弧焊单元，用于输出电弧能量至激光复合头单元；

所述激光复合头单元，用于实现激光电弧复合焊接；

所述总控单元，用于实现与机器人单元进行通信，以及人机交互；

所述配电单元，用于为其他单元提供工作所需电源。

进一步地，所述双臂龙门架单元包括平行设置的第一横梁和第二横梁，跨接于第一横梁、第二横梁之间的第三横梁，设置于第三横梁两端且与第三横梁垂直的第一运动臂和第二运动臂；第一横梁、第二横梁通过若干立柱支撑固定；

将第一横梁、第二横梁视为X轴，第三横梁视为Y轴，第一运动臂、第二运动臂分别视为Z1轴、Z2轴；Y轴可沿X轴运动，Z1轴、Z2轴可沿Y轴运动，Z1轴、Z2轴可沿垂直于XOY面的方向运动。