[发明专利]一种城轨管状横梁和板状件的自动焊接方法

说明书

本发明公开了一种城轨管状横梁和板状件的自动焊接方法，包括以下步骤：S1、将板状件的焊接端制作单边V型坡口；S2、焊接机械手分别在板状件上与管状横梁的轴线平行的平面上采集寻找特征点P1、板状件上的V型坡口处采集寻找特征点P2；管状横梁的管壁上沿其周向至少采集不同位置的寻找特征点P3、P4、P5；S3、焊接机械手根据寻找特征点P1、P2、P3、P4、P5确定焊缝位置；S4、焊接机械手沿确定焊缝开始焊接。本发明通过焊接机械手寻找定位并焊接，解决人工焊接单边V型坡口环焊缝过程中缺陷率高、焊接效率低等问题，显著提高焊缝质量及生产效率。同时本发明的寻找焊缝的方法具有操作简单，精度高的特点。

技术领域

本发明属于焊接领域，具体地说，涉及一种城轨管状横梁和板状件的自动焊接方法。

背景技术

城轨车辆焊接构架横梁牵引拉杆座及齿轮箱吊座等焊缝为管板插入式环焊缝，目前采用手工焊接，由于横梁钢管直径较小，人工焊接轨迹为小直径圆周，焊接时需不断变换焊枪角度，焊接过程中焊缝一次连续成型难度大，焊接中断势必造成焊接接头。而焊接接头又是焊接缺陷集中部位，如接头清理不彻底，会导致焊缝熔合不良、夹渣等缺陷，焊缝返修工作量增大且影响焊缝质量。

申请号为201711072273.7的中国专利公开了一种轨道车辆横梁双机协同自动焊接方法，其可以包括如下步骤:通过焊接样板完成横梁结构模拟，根据焊接角度以及焊缝位置确定样板焊缝的具体形式，样板焊缝包括由内到外焊接而成的预处理层、填充层和盖面层；总体焊接遵循船型位置对称焊、先焊填充层后焊盖面层的焊接顺序，采用正面焊接-背面焊接-正面焊接-立焊-立焊的焊接顺序；分别确定预处理层、填充层和盖面层的焊接电流、电压、焊接速度和送丝速度；控制焊道压接质量，控制堆焊接头质量。

上述专利虽然解决了人工焊接的接头清理不彻底，会导致焊缝熔合不良、夹渣等缺陷，但是存在着焊接机械手寻找确定焊缝位置不够精确，焊接轨迹效果差等问题。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种城轨管状横梁和板状件的自动焊接方法，通过焊接机械手寻找定位并焊接，解决人工焊接单边V型坡口环焊缝过程中缺陷率高、焊接效率低等问题，显著提高焊缝质量及生产效率。同时本发明的寻找焊缝的方法具有操作简单，精度高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种城轨管状横梁和板状件的自动焊接方法，包括以下步骤：

S1、将板状件的焊接端制作单边V型坡口；

S2、焊接机械手分别在板状件上与管状横梁的轴线平行的平面上采集寻找特征点P1、板状件上的V型坡口处采集寻找特征点P2；管状横梁的管壁上沿其周向至少采集不同位置的寻找特征点P3、P4、P5；

S3、焊接机械手根据寻找特征点P1、P2、P3、P4、P5确定焊缝位置；

S4、焊接机械手沿确定焊缝开始焊接。

进一步地，步骤S1和步骤S2之间还包括步骤：

S1-1、焊接机械手焊接基准管状横梁工件和基准板状工件的基准焊缝，并存储基准焊缝位置；焊接机械手在基准管状横梁工件和基准板状工件上按照上述寻找特征点P1、P2、P3、P4、P5的采集方式采集基准寻找特征点P1＇、P2＇、P3＇、P4＇、P5＇，根据基准寻找特征点确定基准板状工件相对于基准管状横梁工件的位置。

进一步地，步骤S3中焊接机械手根据寻找特征点P1、P2、P3、P4、P5确定焊缝位置的方法为：

焊接机械手根据寻找特征点P1、P2、P3、P4、P5确定待焊接的板状件相对于管状横梁的位置，计算待焊接的板状件相对于管状横梁的位置和基准板状工件相对于基准管状横梁工件的位置的偏移量，根据所述偏移量和基准焊缝位置确定焊缝位置。