| JP2001232465 | CONTROLLER AND CONTROL METHOD FOR WELDING ROBOT |
| JP09227024 | WIRE EXTRACTING DEVICE |
| JP2012006020 | ARC WELDING CONTROL METHOD |
刘志平 (中国河北省唐山市丰润区厂前路3号, Hebei 5, 063035, CN)
HU, Wenhao (NO. 3 Changqian Rd, FengrunTangshan, Hebei 5, 063035, CN)
胡文浩 (中国河北省唐山市丰润区厂前路3号, Hebei 5, 063035, CN)
唐山轨道客车有限责任公司 (中国河北省唐山市丰润区厂前路3号, Hebei 5, 063035, CN)
LIU, Zhiping (NO. 3 Changqian Rd, FengrunTangshan, Hebei 5, 063035, CN)
刘志平 (中国河北省唐山市丰润区厂前路3号, Hebei 5, 063035, CN)
HU, Wenhao (NO. 3 Changqian Rd, FengrunTangshan, Hebei 5, 063035, CN)
| 权 利 要 求 1、 一种焊接坡口搭接方法， 其特征在于， 包括： 预搭接上型材和下型材， 形成预置焊接坡口； 判断所述预置焊接坡口是否阻碍焊枪焊接， 若否， 在所述上型材上， 标记所述上型材和下型材的搭接线； 分离所述上型材和下型材， 并根据所述预置焊接坡口， 沿所述搭接线 对所述上型材进行加工； 搭接所述下型材和加工后上型材， 形成焊接坡口。 2、 根据权利要求 1所述焊接坡口搭接方法， 其特征在于， 所述焊接坡口 的坡口角度为 120度〜 150度。 3、 根据权利要求 1所述焊接坡口搭接方法， 其特征在于， 所述沿所述搭接 线对所述上型材进行加工包括： 沿所述搭接线削切所述上型材的一棱边。 4、 一种双丝焊接方法， 其特征在于， 包括： 根据坡口角度设置跟踪传感器的跟踪角度范围， 所述跟踪角度范围包 括所述坡口角度， 所述坡口角度为上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角 度； 根据所述坡口角度设置焊枪的焊接角度， 所述焊枪包括第一焊丝和第 二焊丝， 所述第一焊丝接通根部熔深电压， 且所述第二焊丝接通表面填充 电压； 控制焊枪不开弧， 且在所述跟踪传感器的导向下沿所述焊接坡口验证 所述焊接角度是否正确， 若是， 则控制焊枪开弧， 且根据验证后的焊接角 度沿所述焊接坡口的焊接轨迹进行焊接。 5、 根据权利要求 4所述的双丝焊接方法， 其特征在于， 所述坡口角 度为 120〜150度。 6、 根据权利要求 4所述的双丝焊接方法， 其特征在于， 所述根据所 述坡口角度设置焊枪的焊接角度包括： 设置所述焊枪的中心线与投影线所形成的所述焊枪的前倾角， 所述投 影线为所述中心线在平面上的投影， 所述平面分别垂直于所述上型材和下 型材且过所述中心线； 设置所述中心线与垂线所形成的所述焊枪的偏置角， 所述垂线垂直于 所述下型材。 7、 根据权利要求 6所述的双丝焊接方法， 其特征在于， 所述前倾角 为 15〜18度。 8、 根据权利要求 6所述的双丝焊接方法， 其特征在于， 所述偏置角 为 35〜40度。 9、 一种双丝焊接系统， 其特征在于， 包括： 焊接机器人， 所述焊接机器人上设置有焊枪和跟踪传感器， 该跟踪传 感器设置于焊枪上， 所述焊枪内设置有第一焊丝和第二焊丝， 所述第一焊 丝接通根部熔深电压， 所述第二焊丝接通表面填充电压； 且所述焊接机器 人用于根据坡口角度设置跟踪传感器的跟踪角度范围， 所述跟踪角度范围 包括所述坡口角度， 所述坡口角度为上型材和下型材所搭接的焊接坡口的 角度； 根据所述坡口角度设置焊枪的焊接角度， 所述焊枪包括第一焊丝和 第二焊丝， 且所述第一焊丝接通根部熔深电压， 且所述第二焊丝接通表面 填充电压； 控制焊枪不开弧， 且在所述跟踪传感器的导向下沿所述焊接坡 口验证所述焊接角度是否正确， 若是， 则控制焊枪开弧， 且根据验证后的 焊接角度沿所述焊接坡口的焊接轨迹进行焊接； 供电装置， 所述供电装置包括第一电源模块和第二电源模块； 所述第 一电源模块连接于所述第一焊丝， 用于为所述第一焊丝提供根部熔深电 压， 且所述第二电源模块连接于所述第二焊丝， 用于为所述第二焊丝提供 表面填充电压。 |
本发明涉及焊接技术领域， 尤其涉及一种焊接坡口搭接方法、 双丝焊 接方法及其系统。 背景技术
在实际应用中， 常通过焊接而将两型材连接在一起， 但需焊接的两型 材形成焊接坡口后， 由于其角度的问题， 不便于焊枪焊接， 而给施工带来 了麻烦。 具体地， 如图 1为现有技术中需焊接两型材的装配结构示意 所 示， 上型材 1和下型材 2以搭接形式装配出焊接坡口， 且该焊接坡口的角 度约为直角， 在焊接的过程中， 焊枪的中心线需达到 A虚线的位置才能正 常焊接， 但是由于焊枪自身拥有一定的宽度， 而使得其还没有到达 A虚线 位置就被设置于下型材 2上的 U形槽 21所阻挡。
因此， 针对约为直角或锐角的不便于焊枪焊接的焊接 坡口， 为便于焊 枪焊接， 需将该类型焊接坡口进行改进， 并对改进后焊接坡口采用适当的 焊接方法进行焊接， 以保证焊缝的熔深和表面填充。 发明内容
本发明提供一种焊接坡口搭接方法、双丝焊接 方法及其系统，用以克服 现有技术中由于焊接坡口的坡口角度约为直角 或锐角而不便于焊枪焊接等技 术缺陷。 本发明人提供一种焊接坡口搭接方法， 包括：
预搭接上型材和下型材， 形成预置焊接坡口；
判断所述预置焊接坡口是否阻碍焊枪焊接， 若否， 在所述上型材上， 标记所述上型材和下型材的搭接线；
分离所述上型材和下型材， 并根据所述预置焊接坡口， 沿所述搭接线 对所述上型材进行加工；
搭接所述下型材和加工后上型材， 形成焊接坡口。
本发明提供一种双丝焊接方法， 包括：
根据坡口角度设置跟踪传感器的跟踪角度范围 ，所述跟踪角度范围包括所 述坡口角度， 所述坡口角度为上型材和下型材所搭接的焊接 坡口的角度； 根据所述坡口角度设置焊枪的焊接角度，所述 焊枪包括第一焊丝和第二焊 丝， 且所述第一焊丝接通根部熔深电压， 且所述第二焊丝接通表面填充电压； 控制焊枪不开弧， 且在所述跟踪传感器的导向下沿所述焊接坡口 验证 所述焊接角度是否正确， 若是， 则控制焊枪开弧， 且根据验证后的焊接角 度沿所述焊缝进行焊接。
本发明提供一种双丝焊接系统， 包括：
焊接机器人， 所述焊接机器人上设置有焊枪和跟踪传感器， 该跟踪传 感器设置于焊枪上， 所述焊枪内设置有第一焊丝和第二焊丝， 所述第一焊 丝接通根部熔深电压， 所述第二焊丝接通表面填充电压； 且所述焊接机器 人用于根据坡口角度设置跟踪传感器的跟踪角 度范围， 所述跟踪角度范围 所述坡口角度， 所述坡口角度为上型材和下型材所搭接的焊接 坡口的角 度； 根据所述坡口角度设置焊枪的焊接角度， 所述焊枪包括第一焊丝和第 二焊丝， 且所述第一焊丝接通根部熔深电压， 且所述第二焊丝接通表面填 充电压； 控制焊枪不开弧， 且在所述跟踪传感器的导向下沿所述焊接坡口 验证所述焊接角度是否正确， 若是， 则控制焊枪开弧， 且根据验证后的焊 接角度沿所述焊缝进行焊接；
供电装置， 所述供电装置包括第一电源模块和第二电源模 块； 所述第一电 源模块连接于所述第一焊丝， 用于为所述第一焊丝提供根部熔深电压， 且所述 第二电源模块连接于所述第二焊丝， 用于为所述第二焊丝提供表面填充电压。
本发明的一种焊接坡口搭接方法、 双丝焊接方法及其系统， 提供了一 种双丝焊接方式， 通过焊枪包括第一焊丝和第二焊丝， 在控制焊枪不开弧 且在所述跟踪传感器的导向下沿所述焊缝验证 所述焊接角度正确的情况 下， 可控制焊枪开弧且根据验证后的焊接角度沿所 述焊缝进行焊接， 实现了 同时兼顾扇形焊接坡口处的表面填充饱满及该 扇形焊接坡口处具备足够的根 部熔深目的。 附图说明
图 1为现有技术中需焊接两型材的装配结构示意 ；
图 2为本发明对上型材欲加工的结构示意图；
图 3为本发明对上型材进行加工后的结构示意图
图 4为本发明下型材和加工后上型材的装配结构 意图；
图 5为本发明焊枪的前倾角的示意图；
图 6为本发明双丝焊焊接的示意图；
图 7为本发明双丝焊焊接后的焊缝断面示意图； 图 8为本发明焊接坡口搭接方法的流程图；
图 9为本发明双丝焊接方法的流程图；
图 10为本发明双丝焊接系统的结构示意图。 具体实施方式
实施例一
本实施例针对现有技术图 1中两型材搭接所形成的焊接坡口为约为直 角不便于焊枪焊接的问题， 而提出了一种焊接坡口搭接方法， 当然也同样适 用于焊接坡口为锐角的搭接。
图 8为本发明焊接坡口搭接方法的流程图。 如图 8所示， 本实施例焊 接坡口搭接方法包括：
步骤 801、 预搭接上型材和下型材， 形成预置焊接坡口；
可如现有技术图 1所示， 将上型材 1和下型材 2进行预搭接， 以形成 一预置焊接坡口； 图 1中的上型材 1和下型材 2进行预搭接所形成的预置 焊接坡口的角度约为 90度， 这里的约为 90度具体为 85〜105度。
步骤 802、 判断预置焊接坡口是否阻碍焊枪焊接， 若否， 则在上型材 上， 标记上型材和下型材的搭接线；
通过将焊枪置入焊接坡口并沿其焊接的方向行 进， 以判断该预置焊接 坡口是否阻碍焊枪焊接， 若否， 则在上型材 1上， 对上型材 1和下型材 2 的搭接线进行标记， 对于图 1而言， 若预置焊接坡口为小于 85度的锐角， 则更会阻碍焊枪焊接。
步骤 803、 分离上型材和下型材， 并根据预置焊接坡口， 沿搭接线对 上型材进行加工；
接着， 将上型材 1和下型材 2分离开， 并再结合如图 2为本发明对上 型材欲加工的结构示意图以及图 3为本发明对上型材进行加工后的结构示 意图所示；参考预置焊接坡口的实际角度，沿 搭接线对上型材 1进行加工， 具体为， 沿招接线削切上型材 1的一棱边， 以 B虚线即为对上型材 1的切割 线， 且被削切的棱边两侧均为 3mm。
步骤 804、 搭接下型材和加工后上型材， 形成焊接坡口。
再结合图 4为本发明下型材和加工后上型材的装配结构 意图， 使下 型材 2与加工后上型材 3所搭接焊接坡口的坡口角度为一大角度的焊 坡 口，具体可为 120〜150度，此时焊枪的中心线 6可由 A虚线位置转换到 A， 虚线位置， U形槽 21不再阻挡焊枪， 且由于被削切的棱边两侧均为 3mm, 可使得下型材 1和加工后上型材 3焊接后的焊缝处形成 z3尺寸的焊角。
进一步地， 在步骤 802中， 若判断预置焊接坡口不阻碍焊枪焊接， 则 无需对上型材 1和 /或下型材 2进行加工， 以改变预置焊接坡口。
本实施例的焊接坡口搭接方法， 通过判断预置焊接坡口为阻碍焊枪焊 接， 且根据预置焊接坡口沿搭接线对上型材进行加 工， 进而搭接下型材和 加工后上型材形成焊接坡口， 克服了现有技术中由于焊接坡口的坡口角度 约为直角或锐角而不便于焊枪焊接的技术缺陷 ， 实现了便于焊枪焊接的目 的。
实施例二
在上述实施例一中， 通过焊接坡口搭接方法形成一大角度的焊接坡 口， 以便于焊枪的焊接。 但针对该类大角度的焊接坡口， 现有技术中并没有相 应的焊接方法对其焊接， 以保证其根部熔深和表面填充的焊接质量。
基于上述， 本实施例提出了一种双丝焊接方法， 并采用焊接机器人进 行焊接。 图 5为本发明焊枪的前倾角的示意图。 图 6为本发明双丝焊焊接 的示意图。 图 7为本发明双丝焊焊接后的焊缝断面示意图。 结合图 5、 图 6和图 7所示， 且 0如图 9为本发明双丝焊接方法的流程图所示， 该双丝 焊接方法得具体步骤包括：
步骤 901、 根据坡口角度设置跟踪传感器的跟踪角度范围 ， 跟踪角度 范围包括坡口角度， 坡口角度为上型材和下型材所搭接的焊接坡口 的角 度；
可先将加工后上型材 3和下型材 2用工装夹具进行卡紧，并进行点固 , 在本实施例中坡口角度为 13 1度， 根据该坡口角度设置跟踪传感器 5的跟 踪角度范围。
对于长度较长的焊接坡口来讲， 由于焊接坡口在整个长度方向并不完 全呈一直线， 而是存在一定的直线度误差； 如果让焊接机器人的焊枪一直 按照两点连线的直线的焊接轨迹焊接， 在前进的过程中可能会偏离焊接轨 迹； 由此， 若焊接较长的焊接轨迹， 需在焊枪上安装跟踪传感器 5 , 该跟 踪传感器 5可为激光跟踪传感器或接触式杆状机械跟踪 感器， 而对于这 种大角度的焊接坡口来讲， 采用跟踪传感器 5可以将焊接坡口的焊接轨迹 跟踪得更加准确和稳定， 以保证焊枪不偏离焊接轨迹。 再者， 在跟踪传感 器 5跟踪焊接轨迹前， 需先设置跟踪传感器 5的跟踪角度范围并使之包含 扇形坡口的角度， 原因为： 在焊接现有技术中坡口角度接近于 90 度的焊 接坡口时，跟踪传感器 5扫描焊接坡口的预设跟踪角度范围可能相对 小， 例如为 120 度；如果还是按照此 120度的预设跟踪角度范围利用跟踪传感 器 5扫描坡口角度为 131度的大角度的焊接坡口时， 由于焊接坡口的坡口 角度超出了跟踪传感器 5的预设跟踪角度范围所扫描的范围， 跟踪传感器 5会认为该焊接坡口是一个平面， 且按照跟踪传感器 5的相关设置， 如果 跟踪传感器 5认定扫描部位为一个平面， 就会停止导向， 使焊枪不进行焊 接。 因此， 设置跟踪传感器 5的跟踪角度范围包括坡口角度是其正常导向 的前提。
步骤 902、 根据坡口角度设置焊枪的焊接角度， 焊枪包括第一焊丝和 第二焊丝，且第一焊丝接通根部熔深电压，且 第二焊丝接通表面填充电压； 再结合图 4和图 5所示， 本实施例的焊接角度包括前倾角 α和偏置角 β 由于中心线 6已由 Α虚线位置转换到 Α， 虚线位置， 使得偏置角 β ' 小于偏置角 β , 则焊枪 4不再受 U 形槽 21阻挡， 便于焊接。 下面具体介 绍确定前倾角 α和偏置角 β '的具体过程：
首先， 垂直于加工后上型材 3和下型材 1且过焊枪 4的中心线 6作一 平面， 设置该中心线 6与该中心线 6在该平面上的投影所形成的投影线 D 之间的角度， 并使之保持在 15〜18度的范围内， 该中心线 6与投影线 D之 间的角度即为焊枪 4的前倾角 α ;
并且， 设置该中心线 6与垂直于下型材 2的垂线 0之间的角度， 并使之保持 在 3540度的范围内， 该中心线 6与垂线 0之间的角度即为焊枪 4的偏置角； 上述焊枪 4包括第一焊丝 41和第二焊丝 42 ,第一焊丝 41接通根部熔 深电压， 该根部熔深电压使得第一焊丝 41处能够产生短而集中的电弧， 该根部熔深电压较小， 可为 30〜32V, 且优选 31.5V; 第二焊丝 42接通表面填充电压， 该表面填充电压使得第二焊丝处能 够产生长而发散的电弧， 该表面填充电压较大， 可为 33〜35V, 且优选 33.5V;
且第一焊丝 41沿焊接轨迹的方向而设置于第二焊丝 42的前部， 以达 到在焊接时， 先由第一焊丝 41处所产生的短而集中的电弧根部熔透， 再 由第二焊丝 42处所产生的长而发散的电弧表面填充的目的 以满足该类 大角度的焊接坡口对焊接质量的要求。
步骤 903、 控制焊枪不开弧， 且在跟踪传感器的导向下沿焊接坡口验 证焊接角度是否正确， 若是， 则控制焊枪开弧， 且根据验证后的焊接角度 沿焊接坡口的焊接轨迹进行焊接。
先控制焊枪 4不开弧， 且在跟踪传感器 5的导向下沿焊接坡口的焊接 轨迹验证预设的焊枪的前倾角 α和偏置角 β '符合焊接要求，若是，则控制 焊枪 4开弧，且根据验证后的前倾角 α和偏置角 β，沿焊接坡口的焊接轨迹 进行焊接， 焊接后的焊缝 7保证了其根部熔深和表面填充的焊接质量。 具 体地， 在焊接过程中， 本实施例双丝焊接的焊接速度可为 1.6m/min; 且在 焊接时， 可采用体积分数为 99.99%的氩气（Ar )作为保护气体， 以保护 电弧不暴露于空气中， 保护气体的流量可为 20 ~ 24L/min。
进一步地， 若在跟踪传感器 5的导向下沿焊接坡口的焊接轨迹验证预 设的焊枪的前倾角 α和偏置角 β '不符合焊接的要求， 则可重复执行步骤 802, 以反复调节前倾角 α和偏置角 β，， 并执行步骤 803对进一步调节后 的前倾角 α和偏置角 β '进行验证， 直到满足焊接要求；再控制焊枪 4开弧 以进行焊接。 本实施例的双丝焊接方法， 通过根据坡口角度设置焊枪的焊接角度， 焊枪包括第一焊丝和第二焊丝， 且第一焊丝接通根部熔深电压， 且第二焊 丝接通表面填充电压， 并且在验证焊接角度正确后， 控制焊枪开弧以进行 焊接， 克服了针对较大角度的焊接坡口采用单丝焊接 方法而无法同时满足 焊接坡口其根部熔深和表面填充质量要求的技 术缺陷， 实现了能同时满足 焊接坡口其根部熔深和表面填充质量要求的目 的。
实施例三
图 10为本发明双丝焊接系统的结构示意图。 如图 10所示， 本实施例 的双丝焊接系统包括焊接机器人 1001和供电装置 1002, 其中，
焊接机器人 1001上设置有焊枪 10011和跟踪传感器 10012, 该跟踪传感器 10012设置于焊枪 10011上， 且焊枪 10011内设置有第一焊丝 10013和第二焊 丝 10014, 第一焊丝 10013接通根部熔深电压， 第二焊丝 10014接通表面填充 电压； 供电装置 1002包括包括第一电源模块 10021和第二电源模块 10022; 焊接机器人 1001用于根据坡口角度设置跟踪传感器 10012的跟踪角 度范围， 该跟踪角度范围包括坡口角度， 该坡口角度为上型材和下型材所 搭接的焊接坡口的角度； 根据坡口角度设置焊枪 10011的焊接角度； 控制 焊枪 10011不开弧， 且在跟踪传感器 10012的导向下沿焊接坡口验证焊接 角度是否正确， 若是， 则控制焊枪 1001 1开弧， 且根据验证后的焊接角度 沿焊接坡口的焊接轨迹进行焊接；
供电装置 1002包括第一电源模块 10021和第二电源模块 10022;第一 电源模块 10021连接于第一焊丝 10013 , 用于为第一焊丝 10013提供根部 熔深电压； 且第二电源模块 10022连接于第二焊丝 10014, 用于为第二焊 丝提供表面填充电压。
本实施例的双丝焊接系统， 通过焊接机器人根据坡口角度设置焊枪的 焊接角度，焊枪包括第一焊丝和第二焊丝，且 第一焊丝接通根部熔深电压， 且第二焊丝接通表面填充电压， 并且在验证焊接角度正确后， 控制焊枪开 弧以进行焊接， 克服了针对较大角度的焊接坡口采用单丝焊接 方法而无法 同时满足焊接坡口其根部熔深和表面填充质量 要求的技术缺陷， 实现了能 同时满足焊接坡口其根部熔深和表面填充质量 要求的目的。
最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 明， 本领域的普通 技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修 改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的精神和范围。