一種管道對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接焊縫全位置軌跡控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大通徑長輸油氣管道全位置焊接軌跡控制方案一般采用擺動電弧跟蹤方法，該方法采用實時采集焊炬擺動時的電流值，再對采集的相對擺動中心兩側(cè)電流值進行對比差值計算后，對焊炬的運動執(zhí)行機構(gòu)輸出補償量，以保證焊炬擺動中心位于焊道中央，在管道對接焊縫的焊接中現(xiàn)有方案的缺點在于，必須要進行擺動才能對焊縫進行跟蹤，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?zhí)峁┑囊环N管道對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，實現(xiàn)了管道對接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動控制，有效提高了管道焊接自動化程度，有效屏蔽電流離散值對補償值的干擾，提高焊炬橫擺補償值精確度的技術(shù)效果。
[0005]本申請?zhí)峁┝艘环N管道對接焊縫全位置軌跡控制方法，包括以下步驟:
[0006]通過工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成所述管道對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電弧補償相復(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)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成所述管道對接焊縫軌跡的主路徑，包括:
[0010]將焊炬的電極端點作為示教執(zhí)行點；
[0011 ]所述工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)在所述管道對接焊縫上確定多個示教點；
[0012]所述工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器在所述多個示教點之間進行插補，以生成所述管道對接焊縫軌跡的主路徑。
[0013]作為優(yōu)選，在自動焊接系統(tǒng)進行自動焊接過程中，所述主路徑為整個所述管道對接焊縫的機械強制軌跡；
[0014]所述主路徑存儲在所述工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器內(nèi)；
[0015]所述自動焊接系統(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接焊縫的方向做周期性左右橫擺；
[0018]所述自動焊接系統(tǒng)中的通訊模塊采集焊接回路中的實時電流值；
[0019]所述控制器接受并存貯所述實時電流值。
[0020]作為優(yōu)選，在所述焊炬橫擺的一個擺動周期內(nèi)，所述控制器以半個所述擺動周期為基準將所述實時電流值劃分為兩組電流數(shù)據(jù)；
[0021]所述控制器的計算單元分別對兩組所述電流數(shù)據(jù)進行積分運算，形成的積分值再進行差值運算，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算所述電流偏移量，生成所述焊炬擺動中心的補償值；
[0023]所述控制器將所述補償值與設(shè)定的補償閥值進行比較確定中心軌跡補償值；
[0024]所述控制器根據(jù)所述中心軌跡補償值對所述中心軌跡進行運動軌跡補償，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]所述補償值與設(shè)定的所述補償閾值進行比較包括:
[0027]當所述補償值小于所述補償閾值時，所述中心軌跡補償值等于所述補償值；
[0028]當所述補償值大于所述補償閾值時，所述中心軌跡補償值等于所述補償閥值。
[0029]本申請中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
[0030]由于采用了工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成管道對接焊縫的主路徑，將主路徑作為周期性左右橫擺的中心軌跡，即將工業(yè)機器人的示教再現(xiàn)方法與擺動電弧跟蹤方法相結(jié)合，使兩者互為補充，解決管道對接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動控制問題，有效提高了管道焊接自動化程度，其中，控制器對實時電流值進行積分運算獲得合理的中心軌跡補償值，屏蔽了因飛濺、焊縫不平整等因素產(chǎn)生的電流離散值對補償值的干擾，使得焊炬橫擺的補償值更加精確。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，實現(xiàn)了管道對接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動控制，有效提高了管道焊接自動化程度，有效屏蔽電流離散值對補償值的干擾，提高焊炬橫擺補償值精確的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為本發(fā)明實施例提供的管道對接焊縫全位置軌跡控制方法的流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實施例提供的管道對接焊縫的結(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。
【具體實施方式】
[0035]本申請實施例提供的一種管道對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)機器人的示教再現(xiàn)方法與擺動電弧跟蹤方法相結(jié)合，使兩者互為補充，實現(xiàn)了管道對接焊縫從根焊、填充焊到蓋面焊的焊接軌跡自動控制，有效提高了管道焊接自動化程度，有效屏蔽電流離散值對補償值的干擾，提高焊炬橫擺補償值精確度的技術(shù)效果。
[0036]參見附圖1，本申請?zhí)峁┝艘环N管道對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)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成管道對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，中心軌跡與擺動電弧補償相復(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]進一步的，工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)生成管道對接焊縫軌跡的主路徑，包括:S101:將焊炬的電極端點作為示教執(zhí)行點。S102:工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)在管道對接焊縫上確定多個示教點。S103:工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器在多個示教點之間進行插補，以生成管道對接焊縫軌跡的主路徑。
[0041 ]進一步的，在自動焊接系統(tǒng)進行自動焊接過程中，主路徑為整個管道對接焊縫的機械強制軌跡;主路徑存儲在工業(yè)機器人示教再現(xiàn)系統(tǒng)中的控制器內(nèi)；自動焊接系統(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接焊縫的方向做周期性左右橫擺。S203:自動焊接系統(tǒng)中的通訊模塊采集焊接回路中的實時電流值。S204:控制器接受并存貯實時電流值。S205:在焊炬橫擺的一個擺動周期內(nèi)，控制器以半個擺動周期為基準將實時