(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 202211147355.4 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 济南时代新纪元 科技有限公司 地址 250000 山东省济南市长清区经十西 路9688号 (72)发明人 付玉俭　王洪建　王睿智　高广　 张宏志　李新建　 (74)专利代理 机构 济南鲁科专利代理有限公司 37214 专利代理师 姜月磊 (51)Int.Cl. B23K 37/02(2006.01) B23K 37/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 19/02(2006.01) (54)发明名称 波纹腹板H型钢机器人自动焊 接方法 (57)摘要 波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 所述 自动焊接方法包括以下步骤： S1， 焊接机器人进 入工作状态， 设置多个时间节点， 以使焊接机器 人的扫描动作和焊接动作进行同步； S2， 保证激 光点云扫描装置和焊接机器人之间的距离参数 处于固定值LY； S3， 焊接机器人下方的行走平台 带动焊接机器人移动， 同时在竖直方向和水平方 向通过激光点云扫描装置的激光传感器自动扫 描工件和两侧翼板并实时生成点云数据LX和LZ， 由激光点云扫描装置的激光点云控制器计算出 焊接机器 人的焊接位姿RX、 RY和RZ； S4， 激光点 云 控制器将实时焊接位姿数据传送给焊接机器人 控制柜， 焊接机器人控制柜根据检测数据实时调 整焊接位姿RX、 RY和 RZ， 实现工件的自动连续焊 接。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115383375 A 2022.11.25 CN 115383375 A 1.波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于， 所述自动焊接方法包括以下步 骤： S1， 焊接机器人进入工作状态， 设置多个时间节点Tn， 以使焊接机器人的扫描动作和焊 接动作进行同步； S2， 将激光点云扫描装置通过固定支架进行安装在焊接机器人的前端， 以保证激光点 云扫描装置和焊接 机器人之间的距离参数处于固定值 LY； S3， 焊接机器人下方的行走平台带动焊接机器人移动， 同时在竖直方向和水平方向通 过激光点云扫描装置的激光传感器自动扫描工件和两侧翼板并实时生成点云数据LX和LZ， 由激光点云扫描装置的激光 点云控制器 计算出焊接 机器人的焊接位姿RX、 RY和RZ； S4， 激光点云控制器将实时焊接位姿数据传送给焊接机器人控制柜， 焊接机器人控制 柜根据检测数据实时调整焊接位姿RX、 RY和RZ， 实现工件的自动连续焊接 。 2.根据权利要求1所述的波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于， 激光点云 控制器将实时焊接位姿数据传送 给焊接机器人控制柜， 焊接机器人控制柜根据检测数据实 时调整焊接位姿RX、 RY和RZ 包括以下步骤： S4.1， 分别采集 点云数据上的任意两个点并记录对应的激光 坐标； S4.2， 行走平台带动焊接机器人分别移动到采集的坐标点上， 记录焊接机器人在横坐 标方向和纵坐标 方向的相对焊接位置坐标， 通过关系方程式得到焊接位姿RX和RZ； S4.3， 同步记录焊接机器人外部扩展轴坐标， 结合焊接机器人末端对激光点的距离， 得 到焊接位姿RY 。 3.根据权利要求1所述的波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于： 所述焊接 机器人、 机器人控制柜和激光点云扫描装置分别对应设置在行走平台， 在行走平台还设有 集中控制单元所述机器人控制柜和焊接机器人相配合设置， 以控制焊接机器人自动执行焊 接动作， 实现工件的连续焊接； 所述焊接机器人包括机体， 在机体上连接有相配合设置的冷 却水箱和水冷焊枪， 在机体上连接有相配合设置的焊丝桶和送丝装置， 在机体上还设有焊 接电源， 以为焊接机器人提供稳定供电； 所述集中控制单元通过导线与机器人控制柜、 行走 平台、 激光 点云扫描装置分别对应电气相连。 4.根据权利要求3所述的波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于： 在行走平 台下设有导轨， 以使行走平台在导轨上移动带动焊接机器人来进行焊接操作或扫描操作， 所述导轨为高精度路轨 。 5.根据权利要求4所述的波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于： 所述行走 平台通过电机减速 机和齿轮齿条与导轨相连接 。 6.根据权利要求3所述的波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于： 在焊接机 器人上扩展设有一个外部附加轴， 以驱动行走平台前后移动， 实现工件长度方向的机器人 焊接可达性。 7.根据权利要求3所述的波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于： 在水冷焊 枪上设有温度检测组件， 以在水冷焊枪温度过高时进行报警停机； 在冷却水箱内设有液位 检测组件， 以在冷却水箱内液位过低时报警补水。 8.根据权利要求3所述的波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 其特征在于： 在两导轨 之间设有翼板 夹紧装置和输送定位装置以实现工件两侧焊缝的同步焊接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115383375 A 2波纹腹板H型钢机 器人自动焊接 方法 技术领域： [0001]本发明涉及波纹腹板 H型钢机器人自动焊接方法。 背景技术： [0002]目前， 波纹腹板H型钢广 泛应用于轻量化自卸车、 集装箱、 轨道交通设施、 钢结构移 动房屋等领域， 其腹板表面呈波浪形， 与同等 强度下平腹板H型钢相比具有更好的抗剪承载 力和抗弯强度， 可减少3 0％左右的钢材用量， 大 大降低使用成本， 且整体造型美观。 [0003]工件结构形式具有周期变化规律， 但是整体成型精度较低， 并且工件尺寸长宽和 波纹峰谷差值变化较大， 导致工件的组对偏差和焊接变形无法避免， 从而难以实施自动化 焊接； 现有的实施方式大多以人工手持焊接为主， 但是人工焊接生产效率低、 焊缝一致性 差， 对焊工焊接技 术要求较高。 [0004]现有的焊接方法操作步骤繁琐， 应用场景单一， 自动化智能化程度低， 难以满足高 效率高质量的焊接要求； 而自动化程度较高的焊接机器人采用线激光形式， 预先给焊接机 器人导入工件模型再通过编程方式对工件整体长度方向进行扫描， 记录所有焊缝坐标点， 返回到起点开始进行焊接操作， 虽然可以在一定程度上完成工件焊接， 但无法避免焊接过 程中由热形变而产生的焊接路径偏差， 同时由于激光采集距离的局限性也无法完成大波浪 峰谷差值工件的检测 和焊接。 发明内容： [0005]本发明实施例提供了波纹腹板H型钢机器人自动焊接方法， 方法设计合理， 基于激 光点云引导技术， 简化 实际焊接操作步骤， 可自动适应不同波 形工件焊接， 将 焊接过程和焊 缝扫描过程同步进 行， 节省了扫描时间， 提升了整体焊接效率， 有效避免在焊接过程中产生 的热形变路径误差， 保证了工件焊接加工精度， 从而 方便进行普及和应用， 解决了现有技术 中存在的问题。 [0006]本发明为 解决上述 技术问题所采用的技 术方案是： [0007]波纹腹板 H型钢机器人自动焊接方法， 所述自动焊接方法包括以下步骤： [0008]S1， 焊接机器人进入工作状态， 设置多个时间节点Tn， 以使焊接机器人的扫描动作 和焊接动作进行同步； [0009]S2， 将激光点云扫描装置通过固定支架进行安装在焊接机器人的前端， 以保证激 光点云扫描装置和焊接 机器人之间的距离参数处于固定值 LY； [0010]S3， 焊接机器人下方的行走平台带动焊接机器人移动， 同时在竖直方向和水平方 向通过激光点云扫描装置的激光传感器 自动扫描工件和两侧翼板并实时生成点云数据LX 和LZ， 由激光 点云扫描装置的激光 点云控制器 计算出焊接 机器人的焊接位姿RX、 RY和RZ； [0011]S4， 激光点云控制器将实时焊接位姿数据传送给焊接机器人控制柜， 焊接机器人 控制柜根据检测数据实时调整焊接位姿RX、 RY和RZ， 实现工件的自动连续焊接 。 [0012]激光点云控制器将实时焊接位姿数据传送给焊接机器人控制柜， 焊接机器人控制说　明　书 1/5 页 3 CN 115383375 A 3