一种深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块的制作方法

1.本实用新型涉及一种深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，属于阳极钢爪深窄缝焊接技术领域。


背景技术：

2.阳极导杆组件作为电解铝的主要结构，是电流通路的关键环节，具有数量众多，易损的特点。长期以来，铸造阳极钢爪经过短期使用后，需要依赖人工进行焊接修复后再次使用。由于焊接工艺限制和人工操作的不确定性，阳极钢爪在使用过程中压降高、容易脱落或开裂，使用寿命短，极大增加了企业的运营成本，同时也增加作业人员数量。
3.在现有技术中，专利号为“201911087358.1”、实用新型名称为“一种铝电解阳极导杆自动化修复环形生产线及修复方法”和专利号为“202010452997.x”、实用新型名称为“一种分流型铝电解阳极钢爪自动化修复生产线及修复方法”的实用新型专利申请，其在自动焊接技术上采用了深窄缝旋弧焊接技术，但上述方法存在铁水外淌的问题。为了解决上述问题，申请号为“202110180169.x”、实用新型名称为“一种深窄缝焊接中防止铁水外淌的方法”的实用新型专利申请，该方法将u型垫板点焊在钢棒的端面，并使用对位装置，将带有u型垫板的钢棒放置到阳极导杆钢爪根部的对应位置，将u型垫板和阳极导杆钢爪根部抵在一起，减少阳极导杆钢爪根部之间的缝隙，然后将深窄缝焊枪深入u型垫板内进行起弧焊接，通过将u型垫板放置至需要焊接的窄缝处，就能够防止铁水向两侧外淌，从而解决了在深窄缝焊接时存在铁水外淌的问题。
4.目前，虽然深窄缝焊接技术已在阳极钢爪焊接领域得到应用，其能实现焊接过程的自动化，但由于钢棒、u型垫板、钢梁在加工、安装和对位时存在一定误差，钢棒、u型垫板、钢梁三者组成的深窄缝在位置、形状、尺寸也形成了一定误差，焊接机器人很难实现从初始位置精确到达焊接位置，同时焊接位置不方便人工进行多个角度的观察。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种能够对深窄缝位置、形状、尺寸精确定位的深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，以克服焊接机器人无法精确定位深窄缝的问题。
6.本实用新型的技术方案：一种深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，包括引导块本体，所述引导块本体为“凸”字形，在引导块本体的内侧面靠下位置固定安装有磁铁一、磁铁二以及磁铁三，在引导块本体的顶部分别固定安装有识别点一、识别点二以及识别点三，且识别点二位于引导块本体顶部的最高点。
7.进一步，所述引导块本体的顶部分别固定安装有固定压片一、固定压片二以及固定压片三，在固定压片一、固定压片二以及固定压片三的中央分别固定安装有识别点一、识别点二以及识别点三。
8.更进一步，所述识别点一、识别点二以及识别点三均为白色陶瓷片，在识别点一、识别点二以及识别点三的中心标记有黑色圆点。
9.进一步，所述引导块本体的外侧面靠上位置固定安装有把手座，所述把手座上开设有通孔，圆柱形把手穿过把手座后通过螺丝固定在把手座上。
10.由于采用上述技术方案，本实用新型的优点在于：本实用新型将引导块放置在待焊钢棒、u型垫板、阳极钢梁三者形成的长方体窄缝中，由焊接机器人上的视觉摄像头对引导块进行视觉识别，将视觉识别获得的识别点的坐标与事先标定好的识别点坐标进行对比计算，获得位移偏差值，此时使焊接机器人运行至标定焊接位，再移动位移偏差值后，到达焊接位置，焊接机器人开始下枪焊接，从而对深窄缝的位置、形状、尺寸实现精确定位，彻底解决了在深窄缝焊接时存在铁水外淌的问题。
附图说明
11.图1是本实用新型中引导块的结构示意图；
12.图2是本实用新型中引导块使用时的结构示意图；
13.图3是图1的俯视图。
14.附图标记说明：1-引导块本体，2-磁铁一，3-磁铁二，4-磁铁三，5-识别点一，6-固定压片一，7-识别点二，8-固定压片二，9-识别点三，10-固定压片三，11-把手座，12-把手，13-待焊钢棒，14-u型垫板，15-引导块，16-阳极钢梁，17-焊接机器人，18-阳极导杆。
具体实施方式
15.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
16.本实用新型的实施例：
17.参见图1，本实用新型的一种深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，包括引导块本体1，所述引导块本体1为“凸”字形，在引导块本体1的内侧面靠下位置固定安装有磁铁一2、磁铁二3以及磁铁三4，在引导块本体1的顶部分别固定安装有识别点一5、识别点二7以及识别点三9，且识别点二7位于引导块本体1顶部的最高点。所述引导块本体1的顶部分别固定安装有固定压片一6、固定压片二8以及固定压片三10，在固定压片一6、固定压片二8以及固定压片三10的中央分别固定安装有识别点一5、识别点二7以及识别点三9；所述识别点一5、识别点二7以及识别点三9均为白色陶瓷片，在识别点一5、识别点二7以及识别点三9的中心标记有黑色圆点。所述引导块本体1的外侧面靠上位置固定安装有把手座11，所述把手座11上开设有通孔，圆柱形把手12穿过把手座11后通过螺丝固定在把手座11上。
18.采用上述深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块为了便于说明，本实施例将其标记为引导块15对u型垫板14、待焊钢棒13以及阳极导杆18上的阳极钢梁16三者焊接时，包括以下步骤：
19.步骤一、参见图2，将u型垫板14放置在待焊钢棒13与阳极钢梁16之间，并使三者紧密贴合，从而在三者之间组成垂直向上的长方体窄缝，假设长方体窄缝的宽为x、长为y、高为z；所述待焊钢棒13以及阳极钢梁16的锯切面平面度为小于1.5mm，组合为焊接熔池后，要求熔池的形状误差小于2mm；
20.步骤二、参见图3，将引导块15放长方体窄缝中，紧靠焊接机器人17一侧，将安装在焊接机器人17上的视觉摄像头运行至引导块15上方，调整焊接机器人17，使视觉摄像头拍
摄的识别点一5、识别点二7以及识别点三9清晰，保存此时焊接机器人17的焊接坐标b0；由视觉系统对识别点一5、识别点二7以及识别点三9进行拍照，并计算出其圆心坐标c0，d0，e0，由视觉系统进行保存记录，并作为计算基准。理想状态下，长方体窄缝垂直向上，c0、d0、e0三者在的x方向上坐标相同，c0、e0在x和z方向上坐标相同。在实际标定中存在误差，误差在一点范围内不影响焊线沿y方向运行即可。其中，识别点二7位于引导块15的最顶部，其位置与待焊钢棒13的高度相当，d0近似为待焊钢棒13顶部坐标。识别点一5和识别点三9位于引导块15的中部，其位置与u型垫板14的开口位置相当，c0、d0可以近似为u型垫板14的左右开口位置坐标，也是待焊钢棒13中部坐标。
21.步骤三、焊接时，将引导块15放入由待焊钢棒13、u型垫板14和阳极钢梁16组成的长方体窄缝中，紧贴标定一侧，将焊接机器人17运行至b0位置，对识别点一5、识别点二7以及识别点三9进行拍照，并计算出此时识别点一5、识别点二7以及识别点三9的新坐标c1、d1、e1，将新坐标c1、d1、e1与圆心坐标c0、d0、e0进行计算，得到位置差
△
c、
△
d、
△
e。
22.步骤四、对
△
c和
△
e进行分析，如两者差值小于2mm，则认定待焊钢棒13端面沿y方向加工误差小，长方体窄缝形状与标定状态相似，无需进行焊接机器人17的焊接路径调整，a0+
△
c即为焊枪的初始焊接位置；如
△
c和
△
e的差值大于2mm，则认定待焊钢棒13端面沿y方向加工误差大，窄缝形状发生倾斜，需对焊接机器人17的焊枪姿态和焊接路径进行调整，焊枪的焊接路径调整为初始位置a0+
△
c，折返位置为a1+e0，焊枪的调整角度为：
[0023][0024]
通过以上方法，阳极导杆组在使用窄缝旋弧焊进行钢爪焊接时，能实现了焊枪的自动定位下枪焊接。
[0025]
若
△
c、
△
e和
△
d在x方向差异值小于2mm，则说明待焊钢棒13端面沿z方向的加工误差小，可以进行焊接，如差异值大于2mm，则判定不合格，停止焊接。

技术特征：
1.一种深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，包括引导块本体(1)，其特征在于：所述引导块本体(1)为“凸”字形，在引导块本体(1)的内侧面靠下位置固定安装有磁铁一(2)、磁铁二(3)以及磁铁三(4)，在引导块本体(1)的顶部分别固定安装有识别点一(5)、识别点二(7)以及识别点三(9)，且识别点二(7)位于引导块本体(1)顶部的最高点。2.根据权利要求1所述的深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，其特征在于：所述引导块本体(1)的顶部分别固定安装有固定压片一(6)、固定压片二(8)以及固定压片三(10)，在固定压片一(6)、固定压片二(8)以及固定压片三(10)的中央分别固定安装有识别点一(5)、识别点二(7)以及识别点三(9)。3.根据权利要求2所述的深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，其特征在于：所述识别点一(5)、识别点二(7)以及识别点三(9)均为白色陶瓷片，在识别点一(5)、识别点二(7)以及识别点三(9)的中心标记有黑色圆点。4.根据权利要求1所述的深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，其特征在于：所述引导块本体(1)的外侧面靠上位置固定安装有把手座(11)，所述把手座(11)上开设有通孔，圆柱形把手(12)穿过把手座(11)后通过螺丝固定在把手座(11)上。

技术总结
本实用新型公开了一种深窄缝旋弧焊焊缝识别引导块，该引导块包括引导块本体，所述引导块本体为“凸”字形，在引导块本体的内侧面靠下位置固定安装有磁铁一、磁铁二以及磁铁三，在引导块本体的顶部分别固定安装有识别点一、识别点二以及识别点三，且识别点二位于引导块本体顶部的最高点。本实用新型通过引导块获得焊接机器人的位移偏差值，此时使焊接机器人运行至标定焊接位，再移动位移偏差值后，到达焊接位置，焊接机器人开始下枪焊接，从而对深窄缝的位置、形状、尺寸实现精确定位，彻底解决了在深窄缝焊接时存在铁水外淌的问题。在深窄缝焊接时存在铁水外淌的问题。在深窄缝焊接时存在铁水外淌的问题。


技术研发人员：伍祖槐 陈浩松 颜非亚 路辉 李猛 杨运川
受保护的技术使用者：贵阳铝镁设计研究院有限公司
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/7/19