管板自动焊接机器人系统

管板自动焊接机器人系统设计在化工、轻工、核能等设备中，管与管板的焊接接头不仅数量多，操作难度大，而且焊接质量要求高。目前上海某工厂管板焊接是手工操作的，生产效率低、工人劳动强度大、焊接质量不稳定。所以本文针对上述情况，设计出管板自动焊接机器人系统。行走机构由电机和齿轮传动机构组成，为使行走电机执行计算机控制单元发出的位置和速度指令，电机应带有测速反馈机构，以保证电机在管道环缝的各个位置准确对位，而且具有较好的速度跟踪功能。本文所设计的管板自动焊接机器人，包括机械系统、视觉自动定位系统、PLC控制系统和基于触摸屏的人机交互界面。根据工件及焊接工艺要求，焊接基本参数通过触摸屏设定，采用触摸屏实现初始定位精度调试,确定视觉传感识别管孔中心并将位置信息传递给以PLC为控制***的控制系统，引导焊接初始位置自动识别、焊接。实现了对管板焊接机器进行自动化改造，使原来人工定位，人工控制焊接进程的机械手变为由步进电机驱动，视觉定位和焊接过程自动化控制的一整套焊接设备。

管道全位置自动焊接技术

送丝的平稳程度直接影响焊接质量。送丝方式可以简单分为拉丝和推丝两种方式。由于拉丝时焊***离送丝机的安装位置较近，焊接过程中焊丝离开送丝机后受到的阻力较小，因此可以保证送丝过程平稳，但送丝机和焊丝盘均须安装在焊接小车之上，增加了焊接小车的重量，给人工装拆增加了困难，重量增加还容易造成焊接小车行走不平稳。焊接工艺难度：产品总高达11m多，拼焊和组焊前的坡口组对困难，坡口组对精度较差。使用直径为0.8mm或1.0mm的小盘焊丝(重量约为5kg)减轻了焊接小车的重量和负载，又使得焊接过程容易控制，但对焊接效率有一定的影响。采用推丝方式时，将送丝机构安装于焊接小车之外，减小了焊接小车的体积和重量，可以使用大功率的送丝机和直径为1.2mm的大盘焊丝(重量约为20kg)，从而提高焊接效率。然而，由于推丝时送丝机离焊***较远，两者之间须有送丝软管相连，当焊丝被连续推送到焊***嘴处时，焊丝受到的摩擦阻力较大，而且，焊接过程中送丝软管的弯曲度对送丝的平稳程度有一定的影响，严重时造成送丝不畅，因此使用推丝时须充分考虑上述因素。

全位置自动管板焊的特点

全位置管板焊的焊接过程包括平焊、上坡焊、下坡焊、仰焊等过程，熔池受力情况各点不一。重力在各点对焊缝成型影响不一样：平焊位置，重力易造成熔池往管口内流淌；仰焊位置，重力易使熔池偏离焊缝，造成焊缝成型不均匀。目前POLYSOUDE已与国内某大型容器制造厂家签署管板机器人供货合同。为了减小熔池受重力因素的影响，全位置管板焊易采用脉冲焊方式即峰值形成熔池，基值维持电弧不熄灭，同时对熔池进行冷却。焊缝由很致密的焊点叠加而成，从而形成熔合良好，外观成型均匀的焊缝。

管板机器人扩展性介绍

机器人在定位和焊接过程中始终夹持管板焊机头，机头为适应机器人自动管板焊的需求，对焊炬、气罩和涨紧固定机构等都进行相应非标设计，同时加装机器人气动夹持接口便于与机器人手臂快速连接且精度可靠。按照“扫描定位-焊接-焊缝摄像-移动再定位”的程序工作。根据工件及焊接工艺要求，焊接基本参数通过触摸屏设定，采用触摸屏实现初始定位精度调试,确定视觉传感识别管孔中心并将位置信息传递给以PLC为控制***的控制系统，引导焊接初始位置自动识别、焊接。在保持尺寸和结构基本不变的情况下，系统可以扩展为双机器人同步焊接，可缩短一半焊接施工时间。