[发明专利]一种大型重载钢构件平位焊接异步控制方法

说明书

本发明属于钢构件平位焊接控制方法技术领域，具体涉及一种大型重载钢构件平位焊接异步控制方法，具体为：搭建相关工件与变位机及夹具三维模型；模拟相关工件焊缝至平位可行性；对工件进行静载荷受力分析；对工件进行翻转变位扭矩及转动惯量分析；对工件进行异步提升受力分析；输出相关工件全位置状态数据参数组；设计工件上件～同步/异步变位～下件过程逻辑程序，实现全过程自动执行；设计工件同步升降、翻转变位控制程序；设计工件左高右低异步变位控制程序；设计工件左低右高异步变位控制程序；设计工件超差差补、故障报警及安全自锁程序，实现闭环反馈，安全控制；输出相关工件整套逻辑控制程序。本方法可以高效的将大型重载钢构件平位焊接。

技术领域

本发明属于钢构件平位焊接控制方法技术领域，具体涉及一种大型重载钢构件平位焊接异步控制方法。

背景技术

以矿用挖掘机为例，矿用挖掘机动臂结构形式多为“拱形”，前端、后端连接方式为对接焊缝，但所处位置为20°~40°斜坡上，焊接难度大，焊缝成型质量不可靠。市场上70%以上的结构件开裂为此处焊缝，情况严重者，将直接导致整体结构件的报废，带来严重经济损失。并且，由于动臂制造过程复杂的工艺特点，以及矿山设备恶劣的工作环境，现阶段，各品牌挖掘机动臂结构件平均使用寿命均无法超过10000h以上。因此矿用挖掘机结构件动臂关键焊缝质量可靠性提升成为制约大型矿业机械行业难题之一。

矿用挖掘机动臂关键焊缝焊接，国内外知名品牌主机厂都尝试过各种方式，但整体效果不显著，传统的工艺方法有调试参数横焊、爬坡焊，垫马腿支撑或用行车吊起工件平位焊等，上述方法不仅作业效率低，甚至发生过安全砸伤事件。

本发明聚焦于目标导向，所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种方法高效、效果良好的大型重载钢构件平位焊接异步控制方法，直接将动臂头/尾端焊缝异步控制在±5°以内，便于操作者焊接关键焊缝时，平位焊接，不仅焊缝质量一次性探伤合格，而且作业方式高效、安全。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种大型重载钢构件平位焊接异步控制方法，可以实现高效、效果良好的将大型重载钢构件平位焊接。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种大型重载钢构件平位焊接异步控制方法，包括如下步骤：

A、搭建三维工作站数模，建立工件全位置数据库，具体流程为：

A1、搭建相关工件与变位机及夹具三维模型；

A2、模拟相关工件焊缝至平位可行性；

A3、对工件进行静载荷受力分析；

A4、对工件进行翻转变位扭矩及转动惯量分析；

A5、对工件进行异步提升受力分析；

A6、输出相关工件全位置状态数据参数组；

B、设计工件变位控制程序，在实施过程自动执行、智能差补，具体流程为：

B1、设计工件上件～同步/异步变位～下件过程逻辑程序，实现全过程自动执行；设计工件同步升降、翻转变位控制程序；设计工件左高右低异步变位控制程序；设计工件左低右高异步变位控制程序；设计工件超差差补、故障报警及安全自锁程序；

B2、输出相关工件整套逻辑控制程序。

进一步地，步骤A1的具体操作流程为：利用三维设计软件将异步控制变位机、挖掘机动臂工件及配套夹具三维模型搭建初始三维设计工作站，其中变位机为基体保持不变，工件及夹具根据设计需求，重组建立新的工作站三维模型；步骤A2的具体操作流程为：基于三维工作站数模，选择不同种类及规格进行重组搭建，捕捉工件焊缝空间位置及焊接状态，静态模拟不同位置焊缝平位焊接状态可行性；满足所选焊缝焊接位置为平位或近平位，偏差角度不大于5度。