本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，尤其是一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法、應(yīng)用及焊接機器人。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、軌道車輛在其制作過程中，涉及到較多的焊接工作，之前大部分的焊接工作主要依賴人工完成，人工焊接存在效率低，而且人工焊接還存在焊接質(zhì)量不可控，焊接質(zhì)量主要取決于人工的熟練度，使得焊接質(zhì)量不能得到有效保證，現(xiàn)在越來越多的廠家在生產(chǎn)過程中，開發(fā)了自動焊接機器人，采用自動焊接機器人進(jìn)行焊接工作，不僅可有效提高焊接質(zhì)量，還能提高焊接效率，自動焊接機器人可逐步代替人工進(jìn)行焊接作業(yè)。

3、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，軌道車輛大部分的直線焊接作業(yè)處，可由自動焊接機器人進(jìn)行焊接作業(yè)，但部分立焊轉(zhuǎn)仰焊處如軌道車輛的邊梁與橫梁的連接處還是需要人工進(jìn)行焊接作業(yè)，人工焊接存在工作效率較低的問題；當(dāng)然，其他領(lǐng)域也是如此，采用自動焊接機器人對立焊轉(zhuǎn)仰焊處進(jìn)行自動焊接存在難度較大，參考圖1所示，自動焊接后存在焊接熔合不良等問題，而且焊后容易出現(xiàn)探傷缺陷的問題；

4、另外，針對軌道車輛的邊梁與橫梁，二者在拼裝完成后，車下的空間是有限的，是較為狹小的，人工進(jìn)行焊接作業(yè)的話，還存在因焊接空間受限導(dǎo)致的焊接難度大的問題，焊接效率低相應(yīng)導(dǎo)致軌道車輛自動化率較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的第一目的是提供一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，解決了立焊轉(zhuǎn)仰焊圓弧過渡結(jié)構(gòu)處自動焊接的熔合不良、探傷缺陷的問題，實現(xiàn)了自動焊接。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，包括如下內(nèi)容：

4、對豎向構(gòu)件與橫向構(gòu)件立焊轉(zhuǎn)仰焊處的過渡結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，標(biāo)記起弧點、第一圓弧物理起點、第一圓弧拐點、第一圓弧物理終點、橫向構(gòu)件終點；

5、制定自動焊第一圓弧編程的起點和終點策略：從第一圓弧物理起點開始沿著第一圓弧移動設(shè)定長度的弧長的位置作為自動焊第一圓弧編程的起點，從第一圓弧物理終點開始沿著第一圓弧反向移動設(shè)定長度的弧長的位置作為自動焊第一圓弧編程的終點，以保證第一圓弧處焊槍在第一圓弧處擺動順暢；

6、制定自動焊接編程策略：對依次連接的第一直線段、自動焊第一圓弧編程的起點與第一圓弧拐點之間的第一圓弧段、第一圓弧拐點與自動焊第一圓弧編程的終點之間的第二圓弧段、第二直線段依次制定自動焊接編程策略；

7、確定第一直線段、第一圓弧段、第二圓弧段和第二直線段各段中的焊接參數(shù)；

8、根據(jù)各段確定的焊接參數(shù)開始自動焊接。

9、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，從所述第一圓弧物理起點開始沿著第一圓弧移動1.8-2.2mm的弧長的位置作為自動焊第一圓弧編程的起點，使得第一圓弧段的起始編程位置要靠后，由于焊槍行程由立向上過渡為圓弧時，行程的突然變化會造成焊接機器人機械臂擺動頻率、幅度、焊槍角度變化過快，超出焊接機器人操控精度極限，因此延后圓弧的行程起點，一方面增大了過渡位置處焊槍立焊行程，一方面縮短了過渡位置處焊槍的圓弧行程，使過渡位置處的焊槍擺動幅度明顯變小、擺動角度明顯變小、擺動動作由復(fù)雜變得簡單，從而便于焊槍在第一圓弧段擺動順暢，可以更好的促進(jìn)過渡位置處的焊縫融合，使熔池深度增大，從而提升圓弧接頭力學(xué)性能，提高焊縫強度，使焊縫成型更好。

10、從所述第一圓弧物理終點開始沿著第一圓弧反向移動1.8-2.2mm的弧長的位置作為自動焊第一圓弧編程的終點，使得第二圓弧段的編程弧長比實際要短，保證焊槍在第二圓弧段處擺動順暢。

11、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，考慮到要進(jìn)行立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接，所述第一直線段的起點為所述的起弧點，起弧點位于所述豎向構(gòu)件的一側(cè)，第一直線段的終點為所述自動焊第一圓弧編程的起點，以實現(xiàn)連續(xù)地自動焊接。

12、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，所述起弧點在所述豎向構(gòu)件的位置低于豎向構(gòu)件的中心點設(shè)置，起弧點高于豎向構(gòu)件的底側(cè)設(shè)置，利于焊接機器人快速尋找起弧點，以進(jìn)行后續(xù)的焊接作業(yè)。

13、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，在對第二圓弧段焊接完成后，對第二直線段進(jìn)行自動焊接，所述第二直線段的起點為所述自動焊第一圓弧編程的終點，第二直線段的終點為所述橫向構(gòu)件終點。

14、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，考慮到橫向構(gòu)件還設(shè)置有第二圓弧，在所述橫向構(gòu)件還設(shè)置第二圓弧時，第二圓弧的半徑小于第一圓弧的半徑，還需要標(biāo)記第二圓弧拐點，以第二圓弧拐點為中心，將第二直線段分為兩段；

15、在制定所述的自動焊接編程策略時，所述第二直線段分解為依次連接的第三段和第四段，第三段為所述自動焊第一圓弧編程的終點與第二圓弧拐點之間的部分，第四段為第二圓弧拐點與所述橫向構(gòu)件終點之間的部分。

16、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，所述焊接參數(shù)包括焊槍的擺動頻率、焊槍的擺寬、焊槍的擺高、焊槍的擺動點和焊槍角度；

17、焊槍角度包括焊槍繞z軸、繞y軸和繞x軸的角度，通過對各段焊槍角度的控制，利于焊槍在各段的順利焊接。

18、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，所述第一直線段、第一圓弧段、第二圓弧段和第二直線段中，焊槍的擺動頻率、焊槍的擺寬、焊槍的擺高和焊槍的擺動點都是相同的；

19、所述第一直線段到所述第一圓弧段，所述焊槍繞y軸、x軸的角度均減??；第一圓弧段到第二圓弧段，焊槍繞y軸、x軸的角度均減小，從第二圓弧段到所述的第三段，焊槍繞y軸的角度減小，繞x軸的角度轉(zhuǎn)動至負(fù)向區(qū)間；從第三段到所述的第四段，焊槍繞z軸、y軸、x軸的角度均保持不變。

20、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，所述第一直線段到所述第一圓弧段、第一圓弧段到所述第二圓弧段，所述焊槍繞z軸的角度在負(fù)向區(qū)間內(nèi)減?。?/p>

21、第二圓弧段到所述的第三段，焊槍繞z軸的角度在負(fù)向區(qū)間內(nèi)增大。

22、如上所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，在自動焊接編程策略制定時，需要對所述豎向構(gòu)件與所述橫向構(gòu)件的兩側(cè)均進(jìn)行自動焊接編程策略的制定，在對豎向構(gòu)件與橫向構(gòu)件的一側(cè)焊接完成，對豎向構(gòu)件與橫向構(gòu)件的另一側(cè)進(jìn)行焊接。

23、第二方面，本發(fā)明還公開了一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法的應(yīng)用，應(yīng)用于軌道車輛邊梁與橫梁立焊轉(zhuǎn)仰焊處的自動焊接。

24、第三方面，本發(fā)明還公開了一種焊接機器人，焊接機器人具有存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器用于執(zhí)行存儲器中存儲的計算機程序，計算機程序運行時使得處理器執(zhí)行所述的一種立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法。

25、上述本發(fā)明的有益效果如下：

26、1)本發(fā)明中自動焊接方法的提供，先對各點進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記完成后進(jìn)行自動焊第一圓弧編程的起點和終點策略的制定，再根據(jù)橫向構(gòu)件和豎向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動焊接編程策略的編程，編程完成后，確定焊接參數(shù)，確定完成后開始進(jìn)行自動焊接，如此分段依次焊接，利于控制各段的焊接參數(shù)，實現(xiàn)立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接，無需人工進(jìn)行焊接，解決了立焊轉(zhuǎn)仰焊圓弧過渡結(jié)構(gòu)存在的自動焊接的熔合不良、探傷缺陷的問題，實現(xiàn)了自動焊接。

27、2)本發(fā)明中自動焊第一圓弧編程的起點延后，自動焊第一圓弧編程的終點提前，一方面增大了過渡位置處焊槍立焊行程，一方面縮短了過渡位置處焊槍的圓弧行程，使過渡位置處的焊槍擺動幅度明顯變小、擺動角度明顯變小、擺動動作由復(fù)雜變得簡單，從而便于焊槍在第一圓弧段擺動順暢，可以更好的促進(jìn)過渡位置處的焊縫融合，使熔池深度增大，從而提升圓弧接頭力學(xué)性能，提高焊縫強度，使焊縫成型更好。

28、3)本發(fā)明中針對橫向構(gòu)件還設(shè)置有半徑小于第一圓弧半徑的第二圓弧，還需要標(biāo)記第二圓弧拐點，以第二圓弧拐點為中心，將第二直線段分為第三段和第四段，實現(xiàn)焊接機器人依次對第三段和第四段的焊接。

29、4)本發(fā)明中焊接參數(shù)包括焊槍的擺動頻率、焊槍的擺寬、焊槍的擺高、焊槍的擺動點和焊槍角度的確定，在立焊轉(zhuǎn)仰焊的各段進(jìn)行相關(guān)焊接參數(shù)的確定，以利于立焊轉(zhuǎn)仰焊各段的順利焊接，以保證各段焊接質(zhì)量。

30、5)本發(fā)明中立焊轉(zhuǎn)仰焊的自動焊接方法，可應(yīng)用于軌道車輛邊梁與橫梁立焊轉(zhuǎn)仰焊處的自動焊接，可在邊梁與橫梁安裝完成后，由焊接機器人在狹小空間內(nèi)對邊梁和橫梁進(jìn)行焊接，無需人工焊接，充分釋放人工勞動力，降低了勞動強度，有效減少人力和物力；解決了在狹小空間內(nèi)焊接難度較大的問題，提升軌道車輛底架自動化率，減少產(chǎn)品焊后返修時間及工序，提高軌道車輛焊接質(zhì)量。