一種管道對(duì)接焊縫全位置軌跡控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種管道對(duì)接焊縫全位置軌跡控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大通徑長(zhǎng)輸油氣管道全位置焊接軌跡控制方案一般采用擺動(dòng)電弧跟蹤方法，該方法采用實(shí)時(shí)采集焊炬擺動(dòng)時(shí)的電流值，再對(duì)采集的相對(duì)擺動(dòng)中心兩側(cè)電流值進(jìn)行對(duì)比差值計(jì)算后，對(duì)焊炬的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出補(bǔ)償量，以保證焊炬擺動(dòng)中心位于焊道中央，在管道對(duì)接焊縫的焊接中現(xiàn)有方案的缺點(diǎn)在于，必須要進(jìn)行擺動(dòng)才能對(duì)焊縫進(jìn)行跟蹤，且只能焊炬兩側(cè)必須有母材才有效，所以該方法只能在對(duì)焊縫的填充焊過程中才能使用，在根焊和蓋面焊中無法使用擺動(dòng)電弧跟蹤，另外在管道全位置焊接中由于焊縫受重力影響的位置在不斷變化，焊縫表面往往出現(xiàn)不平整，焊道余高不一致的情況，這就造成了對(duì)焊縫跟蹤效果的直接干擾，導(dǎo)致跟蹤精度不高。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的焊接軌跡控制方法在根焊和蓋面焊中無法使用擺動(dòng)電弧跟蹤，無法滿足全位置焊接軌跡控制的要求，在焊接過程中焊縫跟蹤精度較低，抗干擾能力較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N管道對(duì)接焊縫全位置軌跡控制方法，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中的焊接軌跡控制方法在根焊和蓋面焊中無法使用擺動(dòng)電弧跟蹤，無法滿足全位置焊接軌跡控制的要求，在焊接過程中焊縫跟蹤精度較低，抗干擾能力較差的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了管道對(duì)接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動(dòng)控制，有效提高了管道焊接自動(dòng)化程度，有效屏蔽電流離散值對(duì)補(bǔ)償值的干擾，提高焊炬橫擺補(bǔ)償值精確度的技術(shù)效果。
[0005]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N管道對(duì)接焊縫全位置軌跡控制方法，包括以下步驟:
[0006]通過工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成所述管道對(duì)接焊縫軌跡的主路徑，按所述主路徑完成根焊工序；
[0007]將所述主路徑作為中心軌跡，所述中心軌跡與擺動(dòng)電弧補(bǔ)償相復(fù)合確定填充焊軌跡，按所述填充焊軌跡完成填充焊工序；
[0008]按所述中心軌跡完成蓋面焊工序。
[0009]作為優(yōu)選，所述工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成所述管道對(duì)接焊縫軌跡的主路徑，包括:
[0010]將焊炬的電極端點(diǎn)作為示教執(zhí)行點(diǎn)；
[0011 ]所述工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)在所述管道對(duì)接焊縫上確定多個(gè)示教點(diǎn)；
[0012]所述工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器在所述多個(gè)示教點(diǎn)之間進(jìn)行插補(bǔ)，以生成所述管道對(duì)接焊縫軌跡的主路徑。
[0013]作為優(yōu)選，在自動(dòng)焊接系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)焊接過程中，所述主路徑為整個(gè)所述管道對(duì)接焊縫的機(jī)械強(qiáng)制軌跡；
[0014]所述主路徑存儲(chǔ)在所述工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器內(nèi)；
[0015]所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)在所述填充焊工序及所述蓋面焊工序中調(diào)用所述主路徑。
[0016]作為優(yōu)選，所述填充焊工序之前，所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)從所述控制器中調(diào)用所述主路徑作為周期性橫擺的所述中心軌跡；
[0017]所述填充焊工序開始后，焊炬沿垂直于所述管道對(duì)接焊縫的方向做周期性左右橫擺；
[0018]所述自動(dòng)焊接系統(tǒng)中的通訊模塊采集焊接回路中的實(shí)時(shí)電流值；
[0019]所述控制器接受并存貯所述實(shí)時(shí)電流值。
[0020]作為優(yōu)選，在所述焊炬橫擺的一個(gè)擺動(dòng)周期內(nèi)，所述控制器以半個(gè)所述擺動(dòng)周期為基準(zhǔn)將所述實(shí)時(shí)電流值劃分為兩組電流數(shù)據(jù)；
[0021]所述控制器的計(jì)算單元分別對(duì)兩組所述電流數(shù)據(jù)進(jìn)行積分運(yùn)算，形成的積分值再進(jìn)行差值運(yùn)算，得出所述焊炬橫擺兩側(cè)的電流偏移量；
[0022]所述控制器的模糊控制單元接收并計(jì)算所述電流偏移量，生成所述焊炬擺動(dòng)中心的補(bǔ)償值；
[0023]所述控制器將所述補(bǔ)償值與設(shè)定的補(bǔ)償閥值進(jìn)行比較確定中心軌跡補(bǔ)償值；
[0024]所述控制器根據(jù)所述中心軌跡補(bǔ)償值對(duì)所述中心軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡補(bǔ)償，生產(chǎn)所述填充焊軌跡。
[0025]作為優(yōu)選，所述模糊控制單元為單輸入單輸出模塊；
[0026]所述補(bǔ)償值與設(shè)定的所述補(bǔ)償閾值進(jìn)行比較包括:
[0027]當(dāng)所述補(bǔ)償值小于所述補(bǔ)償閾值時(shí)，所述中心軌跡補(bǔ)償值等于所述補(bǔ)償值；
[0028]當(dāng)所述補(bǔ)償值大于所述補(bǔ)償閾值時(shí)，所述中心軌跡補(bǔ)償值等于所述補(bǔ)償閥值。
[0029]本申請(qǐng)中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0030]由于采用了工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成管道對(duì)接焊縫的主路徑，將主路徑作為周期性左右橫擺的中心軌跡，即將工業(yè)機(jī)器人的示教再現(xiàn)方法與擺動(dòng)電弧跟蹤方法相結(jié)合，使兩者互為補(bǔ)充，解決管道對(duì)接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動(dòng)控制問題，有效提高了管道焊接自動(dòng)化程度，其中，控制器對(duì)實(shí)時(shí)電流值進(jìn)行積分運(yùn)算獲得合理的中心軌跡補(bǔ)償值，屏蔽了因飛濺、焊縫不平整等因素產(chǎn)生的電流離散值對(duì)補(bǔ)償值的干擾，使得焊炬橫擺的補(bǔ)償值更加精確。這樣，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的焊接軌跡控制方法在根焊和蓋面焊中無法使用擺動(dòng)電弧跟蹤，無法滿足全位置焊接軌跡控制的要求，在焊接過程中焊縫跟蹤精度較低，抗干擾能力較差的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了管道對(duì)接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動(dòng)控制，有效提高了管道焊接自動(dòng)化程度，有效屏蔽電流離散值對(duì)補(bǔ)償值的干擾，提高焊炬橫擺補(bǔ)償值精確的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的管道對(duì)接焊縫全位置軌跡控制方法的流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的管道對(duì)接焊縫的結(jié)構(gòu)示圖；
[0033]圖3為圖2中焊炬在X向的偏差與焊接電流波形及電流面積積分變化示意圖；
[0034]圖4為圖2中焊炬做周期性左右橫擺的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種管道對(duì)接焊縫全位置軌跡控制方法，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中的焊接軌跡控制方法在根焊和蓋面焊中無法使用擺動(dòng)電弧跟蹤，無法滿足全位置焊接軌跡控制的要求，在焊接過程中焊縫跟蹤精度較低，抗干擾能力較差的技術(shù)問題，通過將工業(yè)機(jī)器人的示教再現(xiàn)方法與擺動(dòng)電弧跟蹤方法相結(jié)合，使兩者互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了管道對(duì)接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動(dòng)控制，有效提高了管道焊接自動(dòng)化程度，有效屏蔽電流離散值對(duì)補(bǔ)償值的干擾，提高焊炬橫擺補(bǔ)償值精確度的技術(shù)效果。
[0036]參見附圖1，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N管道對(duì)接焊縫全位置軌跡控制方法，包括以下步驟:
[0037]S1:通過工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成管道對(duì)接焊縫軌跡的主路徑，按主路徑完成根焊工序。
[0038]S2:將主路徑作為中心軌跡，中心軌跡與擺動(dòng)電弧補(bǔ)償相復(fù)合確定填充焊軌跡，按填充焊軌跡完成填充焊工序。
[0039]S3:按中心軌跡完成蓋面焊工序。
[0040]進(jìn)一步的，工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成管道對(duì)接焊縫軌跡的主路徑，包括:S101:將焊炬的電極端點(diǎn)作為示教執(zhí)行點(diǎn)。S102:工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)在管道對(duì)接焊縫上確定多個(gè)示教點(diǎn)。S103:工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器在多個(gè)示教點(diǎn)之間進(jìn)行插補(bǔ)，以生成管道對(duì)接焊縫軌跡的主路徑。
[0041 ]進(jìn)一步的，在自動(dòng)焊接系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)焊接過程中，主路徑為整個(gè)管道對(duì)接焊縫的機(jī)械強(qiáng)制軌跡;主路徑存儲(chǔ)在工業(yè)機(jī)器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器內(nèi)；自動(dòng)焊接系統(tǒng)在填充焊工序及蓋面焊工序中調(diào)用主路徑。
[0042]進(jìn)一步的，步驟S2包括:S201:參見附圖2和4，填充焊工序之前，自動(dòng)焊接系統(tǒng)從控制器中調(diào)用主路徑作為周期性橫擺的中心軌跡。S202:填充焊工序開始后，焊炬沿垂直于管道對(duì)接焊縫的方向做周期性左右橫擺。S203:自動(dòng)焊接系統(tǒng)中的通訊模塊采集焊接回路中的實(shí)時(shí)電流值。S204:控制器接受并存貯實(shí)時(shí)電流值。S205:在焊炬橫擺的一個(gè)擺動(dòng)周期內(nèi)，控制器以半個(gè)擺動(dòng)周期為基準(zhǔn)將實(shí)時(shí)