(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210503627.3 (22)申请日 2022.05.10 (71)申请人 中国水利水电夹江水工 机械有限公 司 地址 614100 四川省乐 山市夹江县漹城镇 西河路40号 申请人 中国水利水电第七工程局有限公司 (72)发明人 江健炜　肖丹亚　简崧　朱玉堂　 高福祥　易洪文　李松　 (74)专利代理 机构 成都天嘉专利事务所(普通 合伙) 5121 1 专利代理师 赵凯 (51)Int.Cl. B23K 31/02(2006.01) B23K 37/02(2006.01)B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种多腔体钢构件的坡口焊缝焊 接方法 (57)摘要 本发明公开了一种多腔体钢构件的坡口焊 缝焊接方法， 属于钢结构焊接技术领域， 其特征 在于， 包括以下步骤： a、 对待焊工件需要焊接的 焊缝进行放置引导板或预设标记； b、 焊接装置找 到引导板或预设标记， 采集对应焊缝的焊接工艺 参数； c、 调整焊枪的姿态， 将焊枪对准焊缝进行 实时跟踪焊接； d、 焊缝采用多层多道焊接， 每焊 接完成一道焊缝， 调整焊枪的姿态和高度， 自动 调取对应层数的焊接工艺参数， 直至将所有焊缝 焊接完成。 本发 明通过将机器人和图像识别有机 结合， 采用人工放置引导板或预设标记的方式， 能够通过三维视觉自动识别多腔体钢构件焊缝 位置， 对焊缝进行精准焊接， 满足小空间构件施 焊的需要， 提高焊 接效率和焊 接质量。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114714020 A 2022.07.08 CN 114714020 A 1.一种多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： a、 将待焊工件吊装到焊接指定区域， 对待焊工件需要焊接的焊缝进行放置引导板或预 设标记； b、 焊接装置 的六轴机器人 （1） 沿机器人外部轴 （7） 的轨道移动， 在摄像机 （4） 及三维激 光扫描仪 （6） 的自动跟踪和扫描下， 找到引导板或预设标记， 采集对应焊缝的焊接工艺参 数； c、 六轴机器人 （1） 转动轴， 调整焊枪 （5） 的姿态， 再在摄像机 （4） 及三维激光扫描仪 （6） 的自动跟踪和扫描下， 将焊枪 （5） 对准焊缝进行实时跟踪焊接； d、 焊缝采用多层多道焊接， 每焊接完成一道焊缝， 调整焊枪 （5） 的姿态和高度， 根据软 件控制， 自动调取对应层数的焊接 工艺参数， 直至将所有焊缝焊接 完成。 2.根据权利要求1所述的一种 多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特征在于： 所述步 骤b中， 三维激光扫描仪 （6） ， 用于获取焊缝三维点云数据， 并自动计算焊缝中心点 位置。 3.根据权利要求1所述的一种 多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特征在于： 所述步 骤b中， 采集对应焊缝的焊接工艺参数具体是指根据焊缝的种类、 焊角的高度和焊缝的宽 度， 调用已编辑的焊接电流、 焊接电压、 焊接速度、 焊接摆动宽度和 焊接摆动速度对相应焊 缝进行焊接 。 4.根据权利要求1所述的一种 多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特征在于： 所述步 骤b中， 焊接装置包括六轴 机器人 （1） 、 加长杆 （2） 、 防撞器 （3） 、 摄像机 （4） 、 焊枪 （5） 、 三维激 光扫描仪 （6） 和机器人外部轴 （7） ， 六轴机器人 （1） 滑动连接在机器人外部轴 （7） 的轨道上， 加长杆 （2） 连接在六轴机器人 （1） 的法兰 上， 摄像机 （4） 和三 维激光扫描仪 （6） 抱卡连接在焊 枪 （5） 的枪杆 上， 防撞器 （3） 的一端与加长杆 （2） 连接， 防撞器 （3） 的另一端与焊枪 （5） 连接 。 5.根据权利要求1所述的一种 多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特征在于： 所述步 骤c中， 将 焊枪 （5） 对准焊缝进 行实时跟踪焊接具体是指根据采集到的对应焊缝的焊接工艺 参数进行实时焊接 。 6.根据权利要求1所述的一种 多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特征在于： 所述步 骤d中， 根据软件控制具体是指当六轴机器人 （1） 扫描并识别到待焊接区域需要焊接焊缝的 种类后自动调用焊缝焊接程序。 7.根据权利要求1所述的一种 多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特征在于： 所述步 骤d中， 多层 多道焊接具体是指六轴机器人 （1） 自动按照焊缝中心线， 计算每道焊接轨迹， 自 动调取对应层的焊接 工艺参数进行焊接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114714020 A 2一种多腔体钢构件的坡口焊缝焊接 方法 技术领域 [0001]本发明涉及到钢结构焊接技术领域， 尤其涉及一种多腔体钢 构件的坡口焊缝焊接 方法。 背景技术 [0002]随着机器人技术日益成熟， 焊接机器人正逐渐被广泛应用于工业制造各个领域。 因焊接机器人具有多轴 联动与程序智能化控制功能， 动作重复精度高、 产品质量稳定以及 生产效率高的优势， 适合在流水线上应用， 如汽车制造、 医疗器械、 化工生产及包装具有程 序化和标准 化特点的行业。 [0003]在水利水电钢结构件中， 如弧门和机架， 目前主要采用手弧焊方式进行焊接。 手弧 焊操作劳动强度大， 焊接质量不稳定， 生产效率低。 将智能化的机器人焊接技术应用于该类 产品制造， 替代手弧焊可有效解决质量与效率问题。 但由于该类焊接件存在结构复杂、 施焊 方向变换多和空间狭窄的特点， 特别是多腔体钢构件， 每个内腔尺寸要求达到175   mmx200mm， 深1900  mm， 板厚50mm， 坡口组合焊缝。 因为空间小， 难以进入内腔进行焊缝的施 焊。 为了实现窄小空间焊接， 用一种小空间长悬臂内焊装置安装在机器人手臂上， 可对多腔 体钢构件的坡口焊缝进 行焊接。 但由于空间小、 空间封闭、 焊缝长且坡口组合焊缝直线度大 于3mm， 又看不见实时焊接情况， 靠编程实现焊接保证不了焊缝质量。 [0004]公开号为CN112847128A， 公开日为2021年05月28日的中国专利文献公开了一种基 于六轴机器人的焊缝打磨装置， 包括六轴机器人， 其特征在于： 所述六轴机器人末端铰接工 装夹具， 工装夹具一侧安装打磨电主轴， 工装夹具另一侧安装气动打磨头， 打磨电主轴和气 动打磨头分别安装不同精度的打磨铣刀。 [0005]该专利文献公开的基于六轴机器人的焊缝打磨装置， 采用粗打磨和细打磨组合的 方式， 适用于各种焊缝。 但是， 对于多腔 体钢构件， 仍然存在 难以观察内腔焊缝的施焊情况， 无法精准找寻焊接位置， 不能满足小空间构件施焊的需要， 影响焊接效率和焊接质量。 发明内容 [0006]本发明为了克服上述现有技术的缺陷， 提供一种多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方 法， 本发明通过将机器人和图像识别有机结合， 采用人工放置引导板或预设标记的方式， 能 够通过三维视觉自动识别多腔体钢构件焊缝位置， 对焊缝进行精准焊接， 满足小空间构件 施焊的需要， 提高焊接效率和焊接质量。 [0007]本发明通过 下述技术方案实现： 一种多腔体钢构件的坡口焊缝焊接方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： a、 将待焊工件吊装到焊接指定区域， 对待焊工件需要焊接的焊缝进行放置引导板 或预设标记； b、 焊接装置的六轴机器人沿机器人外部轴的轨道移动， 在摄像机及三维激光扫描 仪的自动跟踪和扫描下， 找到引导板或预设标记， 采集对应 焊缝的焊接 工艺参数；说　明　书 1/6 页 3 CN 114714020 A 3