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一种焊接与焊接前后处理一体化设备及处理方法

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一种焊接与焊接前后处理一体化设备及处理方法
一种焊接与焊接前后处理一体化设备及处理方法
随着社会的发展,自动焊接机器人、焊接前的打磨装置以及焊后应力处理装置的应用范围越来越广。在焊接之前,焊接过程中以及焊后的处理都需要复杂的工序处理,若要将这几个较为繁琐的流程高效率地结合起来,形成一个全自动的一体化装置,目前国内还没有一个能够实现一体化功能的机器。
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技术详情

一、基本情况
成果名称一种焊接与焊接前后处理一体化设备及处理方法完成时间2021年7月
完成人

姓名

华亮所在部门电气工程学院职称教授职务
成果形式R新技术  £新工艺  £新产品 □新材料

R新装备  □新品种  □其他

成熟

程度

R研制    □小试        □中试

□试生产  □小批量生产  □大批量生产

应用产业领域 R电子信息  R装备制造  □能源环保  □生物技术与医药  □新材料  □现代农业  □其他
发明专利专利号:ZL201910494384.X
合作方式R 技术开发  □ 技术入股  R技术转让  £ 技术服务  □ 技术咨询

£人才培养    £共建载体  □ 其它

二、成果简介
成果简介背景:随着社会的发展,自动焊接机器人、焊接前的打磨装置以及焊后应力处理装置的应用范围越来越广。在焊接之前,焊接过程中以及焊后的处理都需要复杂的工序处理,若要将这几个较为繁琐的流程高效率地结合起来,形成一个全自动的一体化装置,目前国内还没有一个能够实现一体化功能的机器。由于结构件表面的清洁程度对焊接质量影响很大,焊接作业过程中往往会先对焊接的物体进行打磨,除去物体表面残余的铁锈铜锈等杂质。焊接结束后的结构件表面也会低洼不平,较为粗糙。而在这样技术条件下,焊前、焊接以及焊后处理都是分步进行处理。先人工进行焊前打磨,再进行手动或者机器焊接,最后进行应力消除。无法完全达成全自动的高效的一体化焊接以及焊接处理的要求,整个焊接过程的时间很长,焊接效率低。基于国内尚无实用化的全自动焊接以及焊前焊后处理的一体化机器人的现状。本发明利用全方位可移动平台搭载焊接机器人,实现多种环境下的对多种工件的在线焊缝跟踪焊接操作;可实时调整焊接机器人机械臂的角度、伸展距离、坐标系、移动速度作业方式,有效降低生产成本,提升焊接作业质量。综上所述,如何提高焊接以及焊接处理效率,实现全自动一体化焊接是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

团队研发了一种焊接与焊接前后处理一体化设备,包括底座、主机械臂、副机械臂、表面处理装置、焊接装置、应力处理装置和控制器,通过控制器对机械臂的控制可实现工件的焊前打磨、焊接、焊后应力处理以及焊后焊渣处理等过程的一体化,结构简单,实用性强。本发明还公开了一种焊接与焊接前后处理一体化设备的处理方法,对焊前、焊接和焊后全过程的处理实现闭环控制,实现了处理过程的全自动化,提高了工作效率,适合产业应用。

 

 

图1 焊接与焊接前后处理一体化设备示意图

 

创新要点1.能够完全达成全自动的高效的一体化焊接以及焊接处理的要求;解决了人工进行焊前打磨,再进行手动或者机器焊接,最后进行应力消除分步处理费时费力,焊接及焊接前后处理效率低下的问题。

2.能够将繁琐的焊接过程都集成到一个全方位可移动平台上,通过上位机进行集中控制,同时又将各个机械臂的伸缩和运动进行了步进处理;整个结构更加稳定,机械臂也让其伸缩更加方便,总体上大大提高了整个焊接的效率。

3.创新地结合了焊前打磨、焊缝焊接、应力处理、焊渣清理等步骤,实现一体化,节省人力,使焊接更加快捷;所采用的三机械臂系统可更换机械臂所接枪头,实现更多复杂的功能,可移植性强。

4.使用软件实现运动控制模块的控制功能,从而降低了机械臂对控制器的要求,有效降低了控制系统成本。

5.采用双闭环系统,精度较高,利用反馈环节削弱干扰的影响。

技术指标涉及焊接及前后处理一体化技术领域,尤其涉及一种焊接与焊接前后处理一体化设备及处理方法。本发明能够进行全自动一体化焊接以及焊接处理,解决了一步一步手动操作的费时费力和效率低下的问题;通过闭环结构,增强了抗干扰的能力,提高了焊接的精度。
产业化

前景

利用软件实现运动控制,降低了机械臂对控制器的要求,减少了控制成本;同时采用的机械臂系统是可以根据实际控制要求来更换枪头,能够实现更多复杂的功能,可移植性强;最后双闭环的控制系统,能够实现了焊接的全自动化处理,提高了工作效率,适合产业应用。
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