船体焊接机器人的制作方法

本发明涉及一种船体焊接设备，具体涉及一种船体焊接机器人。

背景技术：

再对在大型船体进行分段焊接，如果一般采用人工进行焊接，需要攀爬，劳动量很大，个别的厂家利用了机器人进行焊接，但需要给机器人铺设轨道，故前期准备阶段的工作量较大，成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够依靠履带上的电磁铁将机身吸附在船体上行走的船体焊接机器人，本船体焊接机器人不需要铺设轨道，大大降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

船体焊接机器人，包括焊枪、多轴机械手、履带车、摄像头、控制器、电刷和多个电磁铁，其中，履带车包括履带和减震车架，所述多个电磁铁分布在履带上，电刷设在减震车架上，用以将履带中与船体接触的一段上的电磁铁的电源导通，通过电磁铁将履带车吸附在船体上，多轴机械手设在履带车上，焊枪和摄像头设在多轴机械手上，履带车的驱动电机、摄像头和多轴机械手中的电机都与控制器连接，控制器能够调整履带车的履带中的电磁铁的供给电流以调整两条履带中电磁铁的吸力，来控制履带车的转向。

进一步地，所述多轴机械手采用6轴机械手。

进一步地，所述控制器采用stm32f051主控芯片或stm32f103c8t6主控芯片。

本发明的有益效果在于：

由于采用上述的结构形式，履带车与电磁铁结合，履带车能够沿着船体行走，在电磁铁的作用下，克服机身重力为船体分段合拢横焊缝进行焊接，这种新型结构减少了对船体的损伤，不用在船体上架设专用的轨道；履带车作为行走动力，可以适应更为复杂的路面状况，还有一个非常明显的好处，那就是“稳”，因为履带式的滚动前进方式，使得焊接机器人在行驶过程当中可以得到非常好的防震的效果，使焊接更加平稳地进行。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1所示的俯视图；

图3为图1所示的侧视图；

图4为图1所示履带车的放大图。

图中：1、焊枪；2、多轴机械手；3、履带车；4、摄像头；5、控制器；6、电刷；7、电磁铁；8、履带；9、减震车架；10、驱动电机；11、伺服电机；12、伺服电机；13、伺服电机；14、伺服电机；15、伺服电机；16、伺服电机。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，

本技术：
的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、2、3、4所示，船体焊接机器人，包括焊枪1、多轴机械手2、履带车3、摄像头4、控制器5、电刷6和多个电磁铁7，其中，履带车3包括履带8和减震车架9，所述多个电磁铁7分布在履带8上，电刷6设在减震车架9上，用以将履带8中与船体接触的一段上的电磁铁的电源导通，通过电磁铁将履带车吸附在船体上，多轴机械手2设在履带车3上，焊枪1和摄像头4设在多轴机械手2上，摄像头4和多轴机械手中的电机都与控制器5连接，控制器5对履带车的驱动电机10进行控制。所述的摄像头4就是机器人的视觉模块，能通过机器人示教确定曲线焊缝的轨迹，机器人沿着轨迹行走，当发现焊缝偏差时，通过视觉伺服控制进行焊缝偏差补偿。启动后，假设船体合拢焊接焊缝在船体壁上，启动机器后，电刷开始给履带中的电磁铁供电，根据需要可以调整履带车的履带中的电磁铁的供给电流以调整电磁铁的吸力，两条履带可以不同吸力不同带速控制，方便在转向中进行控制，对焊接路线的调整。向左转向时，左边履带吸力变弱右边吸力变强，右边履带带速高于左边带速。同理，向右转向时，右边履带吸力变弱左边吸力变强，左边带速高于右边带速。直行时，两履带带速相同，吸力保持额定。使用电刷对履带行走时接地部位进行通电使其工作，这样即将脱离地面的履带电磁铁不带电，即将接触部位电磁铁开始带电工作，从而达到在船体上行走目的。

进一步地，所述多轴机械手2采用6轴机械手，6轴机械手中，伺服电机15控制机械臂底座旋转，伺服电机13，14，16都可控制机械臂的升降，伺服电机12可控制机械臂旋转，伺服电机11可控制焊枪的旋转。6轴机械手使用伺服电机进行控制，可对精确的角度和位移进行控制，为了能够应对复杂的焊接，本机器人还加装的视觉模块，可以对焊接过程进行实时反馈，随时对焊接进行调整，包括机械臂和履带车的位置调整。对于船体分段合拢的焊接，履带车起到牢固吸附在船体上和行走的作用，而机械臂则主要负责焊接，焊接时由于温度较高，所以本焊接机器人的焊接位置在侧方或者行走的后方。

进一步地，所述控制器采用stm32f051主控芯片或stm32f103c8t6主控芯片。

工作原理：使用现有的焊接机械臂与履带车相结合的一种新型机械产品。众所周知，船体多为钢铁材料，电磁铁可吸附在上面，因此，我们采用零距离式电磁铁与履带车相结合，通过电刷使与船体接触部位电磁铁通电使其工作，让履带车能牢牢吸附在船体上，行走时，即将与船体接触的电磁铁不断得电，远离船体的电磁铁不断失电，在驱动电机的作用下达到在船体上行走的目的。用自动化焊接机械臂与履带车相结合，能达到让整个机械能克服重力在船体上行走焊接的目的，在机械臂上安装摄像头，设计基于视觉的焊接机器人跟踪曲线焊缝系统，并建立了相应的焊缝跟踪视觉模型，通过机器人示教确定曲线焊缝的轨迹，然后机器人沿着轨迹行走，当发现焊缝偏差时，通过视觉伺服控制进行焊缝偏差补偿。保证了焊缝跟踪的实时性，提高了跟踪精度。本产品使用dtk-tig无坡口船板拼焊技术，主要用在船舶建造中拼板的焊接，该技术采用双钨极双电弧耦合的方式来实现8mm以下船用钢板无坡口拼接。焊接时可以不填或者少量填丝，是一种新型高效化的船板拼接技术。

上面所述的实施仅仅是对本发明实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的等效结构和直接或间接运用在相关的技术领域，均应落入本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种船体焊接机器人，包括焊枪、多轴机械手、履带车、摄像头、控制器、电刷和多个电磁铁，其中，履带车包括履带和减震车架，所述多个电磁铁分布在履带上，电刷设在减震车架上，用以将履带中与船体接触的一段上的电磁铁的电源导通，通过电磁铁将履带车吸附在船体上，多轴机械手设在履带车上，焊枪和摄像头设在多轴机械手上，摄像头和多轴机械手中的电机都与控制器连接，控制器对履带车的驱动电机进行控制。由于采用上述的结构形式，履带车与电磁铁结合，履带车能够沿着船体行走，在电磁铁的作用下，克服机身重力为船体分段合拢横焊缝进行焊接，这种新型结构减少了对船体的损伤，不用在船体上架设专用的轨道。

技术研发人员：杨俊山;林景亮;郭亮;谢壮伟;张展业;劳俊达;曾嘉煜
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：2017.06.07
技术公布日：2017.08.11