贾瑞燕

(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040)

0 前言

抽水蓄能座环是一种大型焊接结构件，主要由环板、固定导叶、蜗壳拼装焊接而成。环板和固定导叶厚度大，且均为高强钢，预热温度需100 ℃以上，焊工不但劳动强度高，且狭小高温的工作环境恶劣，采用机器人替代焊工作业是制造业发展趋势[1]。抽水蓄能座环环板与固定导叶之间的K形焊缝，适合采用机器人进行焊接[2]，由于该焊缝为多层多道焊，采用在焊枪前端安装激光传感器进行寻位和跟踪[3]，以实现智能调节，保证焊接质量[4]。

焊接过程中，不同位置焊缝焊枪角度和焊接方向需进行调整，激光传感器与焊枪的相对位置也需相应调节[5]，以成功实现对焊接坡口的激光扫描，常规激光传感器的装夹工具仅能固定一个工作位置，无法满足多位置、多角度、多方向的调节。鉴于此，设计了一种焊接机器人激光传感器装夹及调节工具。

1 焊接场景

1.1 坡口形式及焊接要求

座环采用机器人焊接的位置为上、下环板与固定导叶之间的焊缝，如图1所示。其坡口形式为K形，如图2所示。由于该焊缝处于半封闭空间，机器人焊接时，需要调整好姿态，以避免机器人与工件之间的碰撞干涉，同时需要保证激光传感器以合适的角度扫描坡口[6]，焊接上环板侧焊缝和下环板侧焊缝时，也需要调整一次激光传感器装夹位置。

图1 座环上、下环板及固定导叶装配

图2 座环上、下环板及固定导叶坡口形式

1.2 座环焊接场景设计

根据焊接要求设计了座环机器人焊接及激光跟踪场景，激光传感器置于焊枪行进方向一侧，通过装夹工具固定于焊枪法兰盘上[7]，如图3所示。……