一种船舶曲面结构的机器人焊接工艺.pdf

(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CN114147317A(43)申请公布日2022.03.08(21)申请号202111248718.9B23K9/095(2006.01)(22)申请日2021.10.26B23K9/16(2006.01)(71)申请人上海中船临港船舶装备有限公司地址201306上海市浦东新区临港新城层林路855号申请人上海船舶工艺研究所(中国船舶工业集团公司第十一研究所)(72)发明人杨润党杨帅刘鹏甘露王正强沈鹏牟治国韩雨彤(74)专利代理机构上海世圆知识产权代理有限公司31320代理人王佳妮(51)Int.Cl.B23K9/00(2006.01)B23K9/022(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种船舶曲面结构的机器人焊接工艺(57)摘要本发明提供一种船舶曲面结构的机器人焊接工艺，包括以下步骤：将船舶曲面结构放置于曲面胎架上；焊接工具采用气体保护焊、药芯焊丝或实芯焊丝，焊接过程进行V型或三角形摆动，摆动两侧根据焊缝间隙及焊脚大小设置停留时间；将机器人焊接参数量化；根据船舶曲面结构形状，将复杂单一曲线焊缝进行位置划分，分成不同的基本位置；将焊接位置拆分为平角焊、立角焊、平包角焊、立圆弧角焊、立曲面角焊缝和平曲面角焊缝；根据各基本位置的焊接参数，分别完成各基本位置的焊接；本发明有效解决此种曲面结构传统焊接方法导致的焊接质量不稳定，焊接效率低，返修率高等问题，能够保证焊接质量，显著提升曲面结构焊接自动化率及生产效率。CN114147317ACN114147317A权利要求书1/1页1.一种船舶曲面结构的机器人焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）将船舶曲面结构放置于曲面胎架上；步骤2）焊接工具采用气体保护焊、药芯焊丝或实芯焊丝，焊接过程进行V型或三角形摆动，摆动两侧根据焊缝间隙及焊脚大小设置停留时间；步骤3）将机器人焊接参数量化；步骤4）根据船舶曲面结构形状，将复杂单一曲线焊缝进行位置划分，分成不同的基本位置；步骤5）根据各基本位置的焊接参数，分别完成各基本位置的焊接。2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，在步骤4中，将焊接位置拆分为平角焊、立角焊、平包角焊、立圆弧角焊、立曲面角焊缝和平曲面角焊缝。3.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，在步骤5中，焊接过程中焊枪与钢板之间呈45°角，焊接过程进行V型或三角形摆动。4.根据权利要求2所述的焊接工艺，其特征在于，焊接参数包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊枪摆动形式、焊枪摆动幅度、焊枪摆动频率、焊枪摆动两侧停留时间、焊枪与钢板夹角以及焊枪与焊接方向夹角。5.根据权利要求4所述的焊接工艺，其特征在于，在特殊平角焊位置，通过设置焊枪夹角、焊枪夹角改变位置和焊枪夹角改变次数，完成曲面结构纵骨或肋板间的整条平角焊位置的焊接，特殊平角焊位置包括起弧段与熄弧段。6.根据权利要求4所述的焊接工艺，其特征在于，在特殊立角焊位置，通过设置焊枪夹角、焊枪夹角改变位置和焊枪夹角改变次数，完成曲面结构从水平位置到定点位置间的整条立焊位置的焊接，特殊立角焊位置包括起弧段与熄弧段。7.根据权利要求4所述的焊接工艺，其特征在于，在包角焊位置，通过设置焊枪夹角、焊枪夹角改变位置和焊枪夹角改变次数，采用断弧焊方式进行焊接。8.根据权利要求4所述的焊接工艺，其特征在于，在立圆弧角焊位置、立曲角焊缝位置和平曲角焊缝位置，利用电流跟踪功能，通过设置焊枪夹角、焊枪夹角改变位置和焊枪夹角改变次数，采用同一焊接参数，完成立圆弧角焊的焊接。2CN114147317A说明书1/7页一种船舶曲面结构的机器人焊接工艺技术领域[0001]本发明涉及船舶领域，尤其涉及一种船舶曲面结构的机器人焊接工艺。背景技术[0002]船舶焊接量大面广，其工作量约占船体建造的50％，机器人焊接是提高建造效率、质量稳定性、缩短建造周期的事关全局的关键手段，但船舶分段典型构件尺寸大、结构复杂，随着智能离线工艺编程、焊缝轨迹智能识别跟踪等技术的日益成熟，机器人焊接工艺等问题逐渐成为了生产可靠性的瓶颈，导致机器人焊接一直未能有效应用。[0003]人工焊接具有较强的灵活性，可根据实际情况随时进行各种焊接姿态、焊接手法等的变化，而机器人的灵活性不如人，但胜在工作稳定。因此，对于船舶曲面结构，需根据其结构特点，焊缝位置特点，针对性的开发机器人焊接工艺，保证立角、斜角、平角、包角、圆弧等位置及它们之间过渡位置的焊接质量。[0004]船舶平直分段只有平角焊、立角焊，不存在曲线位置，平角与立角是独立存在的，仅需针对单一焊接位置开发焊接工艺参数，而船舶曲面结构有大量曲线焊缝，立角焊、平角焊、斜角焊等多个焊接位置存在于同一条焊缝，需将该焊缝根据焊接位置划分区域，开发