中厚板机器人焊接

中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究近年来，随着工业技术的不断进步和自动化水平的提高，机器人在制造业中的应用越来越广泛。

尤其是在焊接行业，传统的手工焊接已经很难满足大规模、高效率和高质量的需求。

而机器人焊接具有操作自动化、速度快、质量稳定等优势，因此被广泛应用于各个领域。

中厚板多层多道焊接是一项复杂的工艺，在机器人焊接中也是一个具有挑战性的任务。

对于传统的焊接路径规划方法来说，由于焊缝的复杂性和焊接速度的要求，使得路径规划变得十分复杂。

而且，中厚板多层多道焊接还需要考虑到热变形等因素，要求机器人在规定的位置焊接，以保证焊接质量。

为了解决中厚板多层多道焊接中的路径规划问题，研究人员开展了仿真研究。

通过建立三维模型，模拟焊接过程，可以对机器人焊接路径进行优化算法的设计和验证，以提高焊接效率和焊接质量。

首先，研究人员将焊接对象进行三维建模，包括中厚板的几何形状、焊缝的位置和尺寸等信息。

然后，确定焊接任务的要求，包括焊接速度、焊接质量等。

接着，结合焊接路径规划原理，设计了一种适合中厚板多层多道焊接的路径规划算法。

路径规划的核心是确定机器人的运动轨迹。

在仿真研究中，可以通过数学建模和计算机模拟，找到最优的运动轨迹。

研究人员可以根据焊接任务的要求设置目标函数，通过不断迭代和优化，得到最佳的焊接路径。

除了机器人的运动轨迹，还需要考虑到工作空间的限制和路径规划的实时性。

中厚板多层多道焊接过程中，机器人需要考虑到焊接速度、焊接角度、避免碰撞等因素，以确保焊接效果和工作安全。

在仿真研究中，不仅可以对路径规划算法进行验证和优化，还可以模拟不同工况下的焊接过程。

通过改变焊接任务的要求、改变焊接材料的性质等参数，可以分析机器人在不同情况下的表现，并对路径规划算法进行改进。

通过中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究，可以有效提高焊接效率和焊接质量。

通过优化路径规划算法，将机器人的运动轨迹和工作空间限制结合起来，可以使焊接过程更加稳定、高效和精确。

焊接机器人的焊接参数调整一、焊接机器人优点1、提高焊接效率。

焊接机器人可以做到不停顿不休息，一直工作，同时焊接机器人做出的反应时间非常短，动作迅速，可以再更短的时间内完成大批量的工作，所以焊接机器人更加适合批量焊接生产。

2、稳定和提高工件焊接质量。

焊接机器人对焊接精度要求相对较高，通过控制系统下达指令，可根据焊缝的规格和焊枪与焊件之间的距离设置焊接参数，可以控制焊枪对焊缝进行精确焊接，下放刚刚好的焊材进行填充，焊缝美观且牢固。

3、降低企业成本。

企业想要获取较高的收益，就需要保证低成本高效率的工作，焊接机器人的投入运行可以实现自动化生产，操作人员只需要设置系统参数，就可以进行自动化焊接工作，根据企业实际生产情况，一名操作人员可同时操作多台焊接机器人，降低企业的劳动成本。

4、使用寿命长。

焊接机器人属于机械设备，随着我国科学技术和焊接工艺的不断发展，焊接机器人的使用寿命可长达数十年，在使用中用户只需要进行简单的维护保养，就可以稳定焊接质量的同时延长使用使用寿命。

5、缓解招工难的问题。

焊接工人属于特殊工种，从事人工焊接的人员相对较少，焊接机器人的劳动力可以抵扣多个工人的劳动效率，在同等焊接任务的情况的，焊接机器人在保证焊接质量的情况下较快的完成焊接任务。

6、高安全系数。

在生产中使用机器人可以更大程度地确保工人的安全。

不会由于工作疏忽或疲劳而发生事故。

在需要轮班工作的生存车间中，夜间更容易发生生理疲劳，导致安全事故，使用机器人可以确保安全生产。

另外，一些较危险的工作类型是由自动焊接机器人进行的，它们具有更高的准确性，更高的稳定性和更强的安全性，可以确保人员的安全。

7、易于管理。

过去，由于员工问题，公司很难准确地保证日常生产。

使用机器人进行生产，不仅减少员工数量，而且员工管理更加方便焊接机器人是我们工作的好伙伴，能灵活处理各种工件的切割和焊接操作。

工业机器人只是完成一些重复动作的替代品，焊接机器人也是如此。

２０１８年９月２５日第２卷第９期现代信息科技Modern Information TechnologySep.2018 Vol.2 No.9基于视觉成像的机器人中厚板多层多道焊接技术李帅（中国船舶重工集团有限公司第七一六研究所 机器人事业部，江苏 连云港 222000）摘 要：大型船舶或桥梁的小组立或者中组立的建造过程中需要有大量的肋骨（T 型材）焊接的工作，本文设计了一套基于六自由度的焊接机器人，末端搭载携带线激光成像设备，通过铺设轨道在T 型材上进行移动。

基于线激光扫描成像，重构焊道并在线规划焊接路径，结合焊接数据库进行匹配，实现了T 型材对口的多层多道自动化连续。

关键词：中厚板；线激光扫描成像；焊道重构；T 型材；多层多道焊接中图分类号：TP242；TG409文献标识码：A文章编号：2096-4706（2018）09-0169-05Ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　Ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｒｏｂｏｔ　Ｐｌａｔｅ　Ｂａｓｅｄｏｎ　Ｖｉｓｉｏｎ　ＩｍａｇｉｎｇLI Shuai（Robotics Division ，716 Research Institute ，China Shipbuilding Industry Group Co.，Ltd.，Lianyungang 222000，China ）Abstract ：A large group of ships or bridges needs a large number of ribs （T profiles ）to be welded during the construction process.A set of six degrees of freedom welding robot is designed in this paper. The terminal carrying line laser imaging equipment is used to move on the T profile by laying the track. Based on line laser scanning and imaging ，welding path reconstructing and planning online ，the multi-layer and multi-channel automation of the T profile is realized with welding database matching.Keywords ：plate ；line laser scanning imaging ；bead reconstruction ；T profile ；multi-layer and multi-channel welding收稿日期：2018-08-060 引 言大型船舶或桥梁的小组立或者中组立的建造过程中需要有大量的肋骨（T 型材）焊接的工作，国内有相关机构研究过船舶分段建造过程中的机器人焊接问题[1-3]，也有高校研究钢结构的格子间的机器人焊接问题[4]，以及国外的inrotech 等公司，都推出了舱室焊接的机器人产品，但是都没有在实际应用中解决T 型材的多层多道的焊接问题，并设计制造出相应的产品。

1＋X机器人考试题（附答案）一、单选题（共20题，每题1分，共20分）1、（）是指在日常运转中对焊接机器人工作站的电源进行 ON/OFF 操作，或通过操作面板等执行机器人程序的启动操作的人员。

A、操作者B、程序员C、维修工程师D、其他员工正确答案：A2、机器人专用焊枪集成电缆的标准长度是（） m。

A、5B、3C、10D、1正确答案：B3、倘若电弧电压偏高，弧长变长，焊接飞溅颗粒变大，焊接过程发出“啪嗒、啪嗒” 声，易产生气孔，焊道变（），熔深和余高变（）。

A、窄；大B、宽；大C、宽；小D、窄；小正确答案：C4、源于需要同时变更原点位置和坐标轴方向，焊接机器人工具坐标系的标定方法宜采用什么方法？（）A、四点法B、六点法C、直接输入法D、三点法正确答案：B5、（）是用于焊缝相对简单的产品焊接，通常由 XYZ+1 个旋转轴组成，控制系统采用数控系统模式。

A、并联多关节式B、串联多关节式C、水平关节式D、直角坐标式正确答案：D6、（）键用来显示I/O 画面。

A、POSNB、STATUSC、DATAD、I/O正确答案：D7、集中控制器中可以添加（）作为人机交互软界面，可进行设备的运行操作、参数设置修改、运行状态查看等。

A、液晶触摸显示屏B、按钮C、PLCD、继电器正确答案：A8、以下哪个指令不是机器人流程控制指令？（）A、程序控制指令B、转移指令C、等待指令D、开始指令正确答案：D9、二氧化碳气体保护焊（MAG—C 焊）叫做（）。

A、MIG 焊B、TIG 焊C、MAG 焊D、CO2 焊正确答案：D10、以下哪个关节不属于主关节轴？（）A、肘关节B、腕关节C、腰关节D、肩关节正确答案：B11、为了使中厚板焊件焊缝处于船型焊或角焊缝的最佳焊接位置进行焊接，需要配备（）。

A、机器人地轨B、变位机C、清枪站D、升降遮光屏正确答案：B12、以下哪个品牌是国内机器人本体的制造厂家？（）A、KUKAB、FANUCC、安川D、ABB正确答案：A13、焊接开始指令中直接记忆所指定的条件种类和数量不会根据（）的设置而变化。

技术应用Technique and application 42机器人技术与应用202030 引言焊接工艺多种多样，博大精深，跟焊接方法、焊接的材质、焊接环境以及应用的等级等诸多因素密切相关。

在进行焊接工作之前，设计人员首先要根据具体情况选择确定焊接方法；焊接方法确定后，要进一步调试焊接参数；最终进行焊缝结果对比，并对焊样进行严格检测，确定焊接工艺。

当然，严格意义上影响焊接工艺的因素有很多，并不只是工艺参数，其他如热变形需考虑焊接顺序、需要做硬支撑、甚至需要做预热或冷处理等。

对于专业的焊接工人，个人的焊接技术是需要经过长期的实践和长期的积累，其焊接技艺才会越来越好。

但是人的精力总是有限的，再加上焊接工作是特殊工种，对工人身体素质的要求相对较高，因此工厂很难招到足够多的、经验丰富的电焊工人来满足生产的需求。

对此，笔者思考着把好的焊接工艺写进程序，让机器人替代人工，实现性能稳定地、不停机地工作。

1焊接系统介绍1.1系统组成焊接机器人系统主要由西门子PLC、ABB IRB2600机器人、林肯 R500数字化焊机、周边附件及相关软件包等构成。

附件主要包括DSQC52 IO 板、电压电流检测传感器、ABB WELDGUIDE IV 板、TBI 焊枪、送丝机、信号线、动力线、SMB 线、气管等。

软件包括LINCOLN R500驱动、SMARTAC 软件包、WELDGUIDE IV 软件包。

系统组成如图1所示。

焊接机器人的本体部分是机器人运动的执行机构，该类型的焊接机器人是六自由度串联关节型机器人。

本体由腰座、肩部、大臂、肘、小臂、腕部组成，在机器人末端加装有焊枪，在肘部上方加装有送丝机。

图1 焊接机器人系统组成注：图1中林肯R500为焊机型号，IRB2600为机器人的型号，IO 板为物理输入输出通信板，WELDGUIDE IV 为焊接工艺包，SMB 线为一种通信线缆。

1.2功能简介PLC 的作用是控制工位夹具气缸等一系列逻辑动作，使工件能够固定到标准位置，配合处理生产过程中机器人的移位、打开气缸、翻转变位机等请求。

厚板多层多道机器人焊接分层规划方法
魏晓鹏;李芳;杨旭;张忠科
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2024(46)5
【摘要】针对现有机器人多层多道焊规划方法中存在误差累积、易产生焊接缺陷的问题,提出一种厚板多层多道机器人焊接分层规划方法。

利用神经网络及理论分析建立多层多道焊焊缝成形与工艺参数预测模型,在每焊接一层之前,利用激光传感器检测待焊层底部宽度,根据层底宽度及多层多道焊缝成形模型自适应规划待焊层的工艺参数与机器人焊接路径。

经过实际焊接实验验证,结果表明使用该规划方法实现的机器人自动焊接,焊缝表面成形平整、焊缝无内部缺陷,规划效果良好。

【总页数】5页(P31-35)
【作者】魏晓鹏;李芳;杨旭;张忠科
【作者单位】兰州理工大学材料科学与工程学院;上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室;上海广为焊接设备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG457
【相关文献】
1.中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接技术研究
2.空间中厚板相贯线轨迹多层多道机器人焊接系统
3.基于视觉成像的机器人中厚板多层多道焊接技术
4.厚板大坡口多层多道焊接轨迹规划算法
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