一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺、球罐及焊接设备的制作方法

本申请属于压力容器焊接，具体涉及一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺、球罐及焊接设备。

背景技术：

1、现有技术中的球罐，通常包括上极板、赤道带和下极板，在上极板和下极板上还设有人孔。近些年来，对于球罐的焊接，本领域开始引入焊接机器人来进行焊接。然而在利用焊接机器人对上极板进行焊接时，上极板的人孔两侧焊缝、四方焊缝等呈环形的焊缝(非赤道环焊缝)会出现焊缝左右两侧的填充不均匀的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺，以解决焊接机器人在焊接呈环形的焊缝时焊缝左右两侧的填充不均匀的问题。

2、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

3、根据本申请实施例的一个方面，本申请提供一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺，所述焊接机器人包括第一行进轮和第二行进轮，所述第一行进轮和所述第二行进轮分设于所述焊接机器人进行方向的两侧，所述焊接工艺用于焊接球罐；

4、所述焊接工艺，包括：

5、发送焊接指令，控制所述焊接机器人对所述球罐上的焊缝进行扫描，确定沿所述焊缝的焊接路径；

6、基于所述焊接路径确定所述第一行进轮的第一行进距离、以及所述第二行进轮的第二行进距离；

7、基于所述第一行进距离和所述第二行进距离确定行进距离差，依据所述行进距离差控制所述焊接机器人的焊接时间，使所述焊缝相对两侧的焊接填充量均等。

8、所述的焊接工艺，其中，所述焊缝包括沿所述球罐纬度分布的纬度缝，所述纬度缝包括短环面和长环面，所述第一行进轮位于所述长环面一侧，所述第二行进轮位于所述短环面一侧；

9、所述依据所述行进距离差控制所述焊接机器人的焊接时间，使所述焊缝相对两侧的焊接填充量均等的步骤，包括：

10、基于所述行进距离差确定所述长环面和所述短环面的焊接时间差，依据所述焊接时间差增加对所述长环面一侧的焊接填充量。

11、所述的焊接工艺，其中，定义所述第一行进距离为l1，所述第二行进距离为l2，所述焊缝的单道焊缝厚度为h，所述焊缝的熔池宽度为d，单位时间内的焊接填充量为m，则满足：

12、所述焊接时间差

13、所述的焊接工艺，其中，所述依据所述焊接时间差增加对所述长环面一侧的焊接填充量的步骤，包括：

14、根据所述焊接时间差增加所述焊接机器人的焊枪在长环面一侧的停留时间；

15、将增加的所述停留时间结合所述单位时间内的焊接填充量，得到所述长环面一侧的焊接填充量的增量。

16、所述的焊接工艺，其中，还包括：

17、确定所述焊接机器人在球罐上的姿态，所述姿态包括平焊姿态、平爬坡姿态、仰焊姿态、仰爬坡姿态和立焊姿态；

18、根据所述姿态生成工作模式切换指令，所述工作模式切换指令包括平焊模式、平爬坡模式、仰焊模式、仰爬坡模式以及立焊模式的切换；

19、其中，所述平焊模式下，所述焊枪的摆动幅度设为x1；所述平爬坡模式下，所述焊枪的摆动幅度设为x2；所述立焊模式下，所述焊枪的摆动幅度设为x3；所述仰爬坡模式下，所述焊枪的摆动幅度设为x4；所述仰焊模式下，所述焊枪的摆动幅度设为x5；则满足：x1＞x2＞x3＞x4＞x5。

20、所述的焊接工艺，其中，所述焊接机器人包括姿态传感器，所述确定所述焊接机器人在球罐上的姿态的步骤，包括：

21、控制所述焊接机器人通过所述姿态传感器获取在球罐上的姿态；或

22、控制所述焊接机器人获取远程姿态指令，基于所述远程姿态指令控制所述焊接机器人在球罐上的姿态。

23、所述的焊接工艺，其中，所述焊缝包括沿所述球罐经度分布的经度缝，所述经度缝包括第一焊接段、第二焊接段和第三焊接段，所述第一焊接段位于所述球罐上部，所述第三焊接段位于所述球罐的下部，所述第二焊接段位于所述第一焊接段和所述第三焊接段之间；

24、所述焊接工艺，包括：

25、确定所述焊接机器人位于所述第一焊接段，控制所述焊接机器人由所述第一焊接段的下端向上端行进并焊接；

26、确定所述焊接机器人位于所述第二焊接段，控制所述焊接机器人由所述第二焊接段的下端向上端行进并焊接；

27、确定所述焊接机器人位于所述第三焊接段，控制所述焊接机器人由所述第三焊接段的下端向上端行进并焊接。

28、所述的焊接工艺，其中，所述控制所述焊接机器人由所述第一焊接段的下端向上端行进并焊接的步骤之前，还包括：设置所述焊接机器人的焊枪摆动幅度为y1，焊接速度为z1；

29、所述控制所述焊接机器人由所述第二焊接段的下端向上端行进并焊接的步骤之前，还包括：设置所述焊接机器人的焊枪摆动幅度为y2，焊接速度为z2；

30、所述控制所述焊接机器人由所述第三焊接段的下端向上端行进并焊接的步骤之前，还包括：设置所述焊接机器人的焊枪摆动幅度为y3，焊接速度为z3；

31、其中，满足y1＞y2＞y3，z1＞z2＞z3。

32、本发明的第二方面，一种球罐，所述球罐采用如前述第一方面中任一种所述的焊接工艺进行焊接，所述球罐包括下部纬度缝，所述下部纬度缝的坡口包括上坡口面角度和下坡口面角度，其中所述上坡口面角度大于所述下坡口面角度。

33、本发明的第三方面，一种焊接设备，所述焊接设备包括焊接机器人和控制终端，所述焊接机器人用于接收来自控制终端的焊接指令，并执行如第一方面所述的任意一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺。

34、本发明方案具有以下有益效果：

35、通过焊接机器人沿焊缝焊接路径行进时，根据焊接机器人两侧的行进轮的行进距离的差值，来控制焊接机器人摆动焊接过程中在焊缝左右两侧的焊接时间，通过调整焊接时间以均衡焊缝左右两侧的焊接填充量，使焊缝左右两侧的成型厚度更为一致，进而解决了现有技术中焊接机器人在焊接呈环形的焊缝时焊缝左右两侧的填充不均匀的问题。

36、本申请中应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺，其特征在于，所述焊接机器人包括第一行进轮和第二行进轮，所述第一行进轮和所述第二行进轮分设于所述焊接机器人进行方向的两侧，所述焊接工艺用于焊接球罐；

2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，所述焊缝包括沿所述球罐的纬度分布的纬度缝，所述纬度缝包括短环面和长环面，所述第一行进轮位于所述长环面一侧，所述第二行进轮位于所述短环面一侧；

3.根据权利要求2所述的焊接工艺，其特征在于，定义所述第一行进距离为l1，所述第二行进距离为l2，所述焊缝的单道焊缝厚度为h，所述焊缝的熔池宽度为d，单位时间内的焊接填充量为m，则满足：

4.根据权利要求3所述的焊接工艺，其特征在于，所述依据所述焊接时间差增加对所述长环面一侧的焊接填充量的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，所述焊接工艺还包括：

6.根据权利要求5所述的焊接工艺，其特征在于，所述焊接机器人包括姿态传感器，所述确定所述焊接机器人在球罐上的姿态的步骤，包括：

7.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，所述焊缝包括沿所述球罐经度分布的经度缝，所述经度缝包括第一焊接段、第二焊接段和第三焊接段，所述第一焊接段位于所述球罐上部，所述第三焊接段位于所述球罐的下部，所述第二焊接段位于所述第一焊接段和所述第三焊接段之间；

8.根据权利要求7所述的焊接工艺，其特征在于，所述控制所述焊接机器人由所述第一焊接段的下端向上端行进并焊接的步骤之前，还包括：设置所述焊接机器人的焊枪摆动幅度为y1，焊接速度为z1；

9.一种球罐，所述球罐采用如权利要求1至8中任一项所述的焊接工艺进行焊接，所述球罐包括下部纬度缝，所述下部纬度缝的坡口外侧包括上坡口面角度和下坡口面角度，其中所述上坡口面角度大于所述下坡口面角度。

10.一种焊接设备，所述焊接设备包括焊接机器人和控制终端，所述焊接机器人用于接收来自控制终端的焊接指令，并执行如权利要求1至8任一项所述的一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺。

技术总结
本发明公开了一种球罐现场的焊接机器人的焊接工艺，焊接机器人包括第一行进轮和第二行进轮，第一行进轮和第二行进轮分设于焊接机器人进行方向的两侧；焊接工艺包括：发送焊接指令，控制焊接机器人对球罐上的焊缝进行扫描，确定沿焊缝的焊接路径；基于焊接路径确定第一行进轮的第一行进距离以及第二行进轮的第二行进距离；确定行进距离差，依据行进距离差控制焊接机器人的焊接时间，使焊缝相对两侧的焊接填充量均等。本发明还公开了一种球罐及焊接设备。本发明根据焊接机器人两侧的行进轮的行进距离差值，调整焊接机器人在焊缝左右两侧的焊接时间，均衡焊缝左右两侧的焊接填充量，使焊缝左右两侧成型厚度一致。

技术研发人员：凌月关,李发林,蒋孙建,袁龙权,付荣明,尹辉,王玲
受保护的技术使用者：荆门宏图特种飞行器制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15