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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106425178A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201610858671.0(22)申请日2016.09.27(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人张铁周仁义(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.B23K37/00(2006.01)B23K37/02(2006.01)B23K37/047(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种复杂异型工件自动焊接系统及方法(57)摘要本发明公开了一种复杂异型工件的自动焊接系统,包括底座、设置在所述底座上的工件装夹系统、焊接执行系统、主控制系统及触摸屏,所述的工件装夹系统包括气缸支架、竖直设置在所述气缸支架上的下压气缸、连接下压气缸的推拉板、通过推力轴承转动设置在推拉板底部的第二夹具;所述的焊接执行系统包括回转机构、十字滑台机构,用于带动焊枪和工件进行相应的插补运动,完成轮廓焊接;所述主控制系统与回转机构及十字滑台机构电路连接,用于根据工件形状,进行插补计算,并发送运动脉冲至所述的焊接执行系统。本发明还提供了一种复杂异型工件的自动焊接方法。本发明焊接质量高等优点,生产效率高、工作稳定、焊接质量好、适应工件种类多。CN106425178ACN106425178A权利要求书1/2页1.一种复杂异型工件的自动焊接系统,包括底座(10)、设置在所述底座(10)上的工件装夹系统、焊接执行系统、主控制系统及触摸屏,所述的工件装夹系统包括气缸支架(1)、竖直设置在所述气缸支架(1)上的下压气缸(12)、连接下压气缸(12)的推拉板(11)、通过推力轴承转动设置在推拉板(11)底部的第二夹具;所述的焊接执行系统包括设置于所述下压气缸(12)正下方的回转机构、驱动焊枪(4)沿平面内沿XY方向移动的十字滑台机构(8),用于根据主控制系统发送的电机指令和脉冲,带动焊枪(4)和工件进行相应的插补运动,完成轮廓焊接;所述触摸屏设置在所述底座(10)一侧,与主控制系统电路连接,用于调节焊接工艺参数;所述主控制系统与回转机构及十字滑台机构(8)电路连接,用于根据工件形状,进行插补计算,并发送运动脉冲至所述的焊接执行系统。2.根据权利要求1所述的复杂异型工件的自动焊接系统,其特征在于:所述的回转机构包括第一伺服电机(3)、连接于所述第一伺服电机(3)上端输出轴上的第一夹具(2)。3.根据权利要求1所述的复杂异型工件的自动焊接系统,其特征在于:所述的十字滑台机构(8)包括由第二伺服电机(5)驱动的Y向线性模组(9)、由第三伺服电机驱动的X向线性模组(7),所述焊枪(4)通过可调式连接结构与X向线性模组(7)的滑块相连接。4.根据权利要求3所述的复杂异型工件的自动焊接系统,其特征在于:所述的可调式连接结构包括连接所述X向线性模组(7)的滑块的滑台连接板(15)、通过固定座竖直固定在所述滑台连接板(15)上的Z向定位杆(18)、可移动地设置在所述Z向定位杆(18)上的Z向滑块(17)、用于调节并锁定Z向滑块(17)Z向位置的锁紧旋钮(16),所述Z向滑块(17)通过焊枪连接板(13)与所述焊枪(4)相连接。5.根据权利要求1所述的复杂异型工件的自动焊接系统,其特征在于:所述的十字滑台机构(8)上设置有限位开关。6.根据权利要求1所述的复杂异型工件的自动焊接系统,其特征在于:所述第一夹具(2)通过推力轴承转动设置在所述下压气缸(12)上。7.一种基于权1至权6中任一项所述系统的复杂异型工件的自动焊接方法,其特征在于,包括步骤:(1)将焊接工件的焊缝分成若干关键点,形成若干圆弧段,设定焊接顺序;(2)求解每段圆弧段的插补方法;(3)所述主控制系统根据所求的插补方法发送运动脉冲至工件装夹系统及焊接执行系统,带动焊枪(4)和工件按设定的焊接顺序进行相应的插补运动,完成轮廓焊接;8.根据权利要求7所述的复杂异型工件的自动焊接方法,其特征在于:所述步骤(2)具体包括:(21)设定任一圆弧段AB的起点和终点,利用参数方程,圆弧段AB上的所有点可以用下式来表示:2CN106425178A权利要求书2/2页已知所述线段圆心坐标O'(x0,y0)、起点坐标A(ax,ay)、终点坐标B(bx,by)、焊接移动速度采样时间Δt、圆弧段AB的圆心夹角θ、线段AB的半径R、A点所对应的角度θ1(-180<θ1≤180)、B点所对应的角度θ2(-180<θ2≤180),其中θ1为直线AO'与X方向的夹角,θ2为直线BO'与X方向的夹角;(22)由速度和采样时间Δt确定每隔一个采样周期Δt,需要绕线段的圆心O’转过的角度Δθ:(23