(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局地址411100湖南省湘潭市九華經(jīng)開區(qū)無限路12號有限公司16333一種動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線了一種動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線及其運行方法，用于H型鋼構(gòu)件的自動化焊接與形時采用超聲沖擊與激光加熱聯(lián)合消減殘余應(yīng)力。工業(yè)控制計算機通過傳感器數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整焊接傳感器數(shù)據(jù)輸入傳感器數(shù)據(jù)輸入變形類型判斷溫度異常液壓執(zhí)行器抬升支撐板校正機器人激光加熱調(diào)節(jié)焊接參數(shù)反饋至各執(zhí)行單元21.一種動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：包括焊接工位，焊接工位上設(shè)置有分布式支撐系統(tǒng)、多維度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)以及用于鋼結(jié)構(gòu)焊接和矯正的協(xié)同機器人分布式支撐系統(tǒng)由若干線性分布的動態(tài)輥道單元串聯(lián)組成，每個動態(tài)輥道單元包括輥道基座(101),輥道基座(101)中部設(shè)置有支撐輥道(102),支撐輥道(102)表面設(shè)置有用于支撐鋼結(jié)構(gòu)的支撐板(103),輥道基座(101)上安裝有用于驅(qū)動鋼結(jié)構(gòu)移動的夾持驅(qū)動單元，支撐板(103)連接有用于多點支撐調(diào)節(jié)的動態(tài)調(diào)節(jié)單元，動態(tài)調(diào)節(jié)單元與支撐板(103)配合，用于實時檢測工件重力分布并調(diào)節(jié)支撐輥道(102)高度；動態(tài)調(diào)節(jié)單元包括設(shè)置于支撐板(103)上表面的壓力傳感器陣列和安裝于支撐輥道(102)內(nèi)的微型液壓執(zhí)行器(132);所述多維度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)包括沿H型鋼表面貼附的分布式光纖傳感器、對準焊縫的紅外熱像儀和掃描H型鋼結(jié)構(gòu)的激光雷達；所述協(xié)同機器人系統(tǒng)包括對稱布置于支撐輥道(102)兩側(cè)的焊接機器人和位于下游的校正機器人；還包括用于鋼結(jié)構(gòu)焊接與變形控制的工業(yè)控制計算機，工業(yè)控制計算機通過工業(yè)總線連接分布式支撐系統(tǒng)、多維度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)及協(xié)同機器人系統(tǒng)，用于實現(xiàn)以下控制：根據(jù)壓力傳感器陣列數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)動態(tài)調(diào)節(jié)單元，進行支撐板高度的控制，并維持H型鋼的均勻支撐；基于分布式光纖傳感器的應(yīng)變數(shù)據(jù)及紅外熱像儀的溫度數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整焊接機器人的焊接參數(shù)；根據(jù)激光雷達掃描的H型鋼外形數(shù)據(jù)，觸發(fā)校正機器人對超標變形區(qū)域進行矯正，并配合動態(tài)調(diào)節(jié)單元補償支撐；同步控制焊接機器人與校正機器人的運動時序，形成焊2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：夾持驅(qū)動單元包括對稱設(shè)置于支撐輥道(102)兩側(cè)的輥架(111),輥架(111)包括輥座(112)、支板(113)以及滑動座(114),輥道基座(101)兩側(cè)開設(shè)有導(dǎo)軌(115),滑動座(114)為矩形滑塊，其滑動連接于導(dǎo)軌(115)內(nèi)部，支板(113)垂直于輥道基座(101)設(shè)置且底部與滑動座(114)固定連接，支板(113)中部安裝有水平設(shè)置的第一電動推桿(116),輥座(112)背面與第一電動推桿(116)的伸縮端固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：位于支撐輥道(102)一側(cè)的輥座(112)內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有主動輥(117),位于支撐輥道(102)另一側(cè)的輥座(112)內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有被動輥(118),安裝主動輥(117)的輥座(112)上設(shè)置有伺服電機(119),伺服電機(119)驅(qū)動主動輥(117)轉(zhuǎn)動；第一電動推桿(116)與輥座(112)之間安裝有第一力傳感器(120),滑動座(114)貼合導(dǎo)軌(115)的一側(cè)滑動連接有摩擦塊(121),摩擦塊(121)內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，滑動座(114)內(nèi)側(cè)滑動設(shè)置有與斜面相配合的楔形塊(122),楔形塊(122)一端轉(zhuǎn)動連接有螺紋桿(123),螺紋桿(123)延伸至滑動座(114)外部且與滑動座(114)內(nèi)部螺紋配合，螺紋桿(123)位于滑動座(114)外部的一端固定連接有旋鈕(124),轉(zhuǎn)動旋鈕(124)帶動螺紋桿(123)轉(zhuǎn)動，螺紋桿(123)與滑動座(114)內(nèi)部螺紋配合，實現(xiàn)上下移動，螺紋桿(123)帶動楔形塊(122)上下移動，從而推動摩擦塊(121)向滑動座(114)外側(cè)滑動并且與導(dǎo)軌(115)卡緊或分離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：微型液壓3執(zhí)行器(132)通過液壓油管連接液壓動力單元，液壓動力單元用于控制微型液壓執(zhí)行器輥道基座(101)上縱向開設(shè)有安裝槽(134),微型液壓執(zhí)行器(132)固定連接于安裝槽(134)內(nèi)，微型液壓執(zhí)行器(132)的伸縮端通過球形鉸鏈(133)與支撐板(103)活動連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：微型液壓執(zhí)行器(132)設(shè)置有四個，且矩陣式分布在支撐板(103)底部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：壓力傳感器陣列為若干矩陣式分布的壓電薄膜傳感器(131),若干壓電薄膜傳感器(131)嵌入支撐板(103)表面下方，用于實時檢測H型鋼的局部壓力分布。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：相鄰的兩個動態(tài)輥道單元之間保留熱膨脹間隙；相鄰輥道單元之間設(shè)置有快接組件，快接組件包括T型連接頭(51),T型連接頭(51)固定連接于輥道基座(101)的一端，輥道基座(101)的另一端開設(shè)有與T型連接頭(51)相適配的T型限位槽(52),T型限位槽(52)內(nèi)部設(shè)置有快接插槽(53),快接插槽(53)包括工業(yè)總線接口及液壓快換接頭；T型連接頭(51)靠近快接插槽(53)的一側(cè)設(shè)置有與快接插槽(53)相匹配的快接插頭(54);T型限位槽(52)內(nèi)設(shè)置有鎖定組件，鎖定組件包括定位銷(55),T型限位槽(52)內(nèi)側(cè)開設(shè)有導(dǎo)向槽(56),導(dǎo)向槽(56)與T型限位槽(52)垂直連通，定位銷(55)滑動連接于導(dǎo)向槽(56)內(nèi)部，導(dǎo)向槽(56)遠離定位銷(55)的一端安裝有微型電動推桿(57),微型電動推桿(57)推動定位銷(55)滑動伸縮，T型連接頭(51)靠近導(dǎo)向槽(56)的一端開設(shè)有鎖槽(58),定位銷(55)前端設(shè)置有倒角。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：焊接機器人搭載多絲埋弧焊槍及電磁攪拌裝置，校正機器人配備超聲沖擊頭和激光加熱器；焊接機器人底部安裝有基座，焊接工位兩側(cè)設(shè)有平行于生產(chǎn)線的驅(qū)動滑軌，驅(qū)動滑軌驅(qū)動基座沿焊接組裝生產(chǎn)線移動；校正機器人底部設(shè)置有搭載校正機器人沿生產(chǎn)線軌道滑動的移動平臺，且校正機器人與焊接機器人運動軌跡錯位布置；且焊接機器人及校正機器人均內(nèi)置獨立控制器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，其特征在于：分布式光纖傳感器沿H型鋼翼板與腹板交界的焊縫兩側(cè)平行布置；紅外熱像儀安裝于焊接機器人焊槍后方，且對準鋼結(jié)構(gòu)上的熔池區(qū)域；激光雷達固定安裝于生產(chǎn)線兩側(cè)立柱上，掃描高度與H型鋼中心線對齊。10.基于權(quán)利要求1-9任一項所述的動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線的運行方法，其特征在于包括以下步驟：步驟S1:將翼板與腹板運送至生產(chǎn)線首端的上料區(qū)，通過夾具固定并組立為H型鋼結(jié)構(gòu)，焊接機器人對翼板與腹板交接處進行點焊臨時固定；步驟S2:S21、通過分布式支撐系統(tǒng)的壓力傳感器陣列，實時檢測H型鋼初始接觸壓力，動態(tài)調(diào)節(jié)單元根據(jù)H型鋼壓力分布，自動調(diào)節(jié)微型液壓執(zhí)行器(132)的高度，使支撐板(103)抬升以補償工件自重下垂；S22、焊接機器人沿輥道兩側(cè)同步移動，啟動多絲埋弧焊槍進行連續(xù)焊接，同時電磁攪4拌裝置對焊接區(qū)域施加交變磁場，以改善焊縫質(zhì)量；S23、壓力傳感器陣列實時監(jiān)測H型鋼各段的壓力分布，若檢測到局部壓力低于2kN/m2,微型液壓執(zhí)行器(132)按對角協(xié)同策略調(diào)整支撐高度，使壓力恢復(fù)至2~5kN/m2范圍；S24、紅外熱像儀實時采集焊接區(qū)域的溫度分布數(shù)據(jù)，工業(yè)控制計算機根據(jù)溫度變化預(yù)測變形趨勢，動態(tài)調(diào)節(jié)單元對高溫區(qū)域降低支撐力，對低溫區(qū)域增加支撐力；步驟S3:S31、焊接完成后，校正機器人移動至目標位置，利用超聲沖擊頭對焊縫進行沖擊處理，同時激光加熱器對變形區(qū)域進行局部加熱；S32、激光雷達掃描H型鋼全長外形數(shù)據(jù)，動態(tài)輥道單元根據(jù)掃描結(jié)果協(xié)同調(diào)節(jié)支撐板步驟S4:當動態(tài)輥道單元發(fā)生故障時：S41、解除對故障動態(tài)輥道單元的T型連接頭(51)的鎖定，并分離快接插頭(54)與快接插槽(53);S42、橫向移出故障動態(tài)輥道單元并更換新動態(tài)輥道單元，更換后工業(yè)總線自動識別新動態(tài)輥道單元，且液壓系統(tǒng)重新形成閉環(huán)回路。5技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及鋼構(gòu)焊接組裝技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線及其運行方法。背景技術(shù)[0002]超大尺寸H型鋼廣泛應(yīng)用于橋梁、風電塔筒、超高層建筑等場景，超大尺寸H型鋼一般長度大于30m,其重量大于50噸；超大尺寸H型鋼焊接需滿足高直線度≤1mm/m以及低殘余應(yīng)力要求；然而，現(xiàn)有生產(chǎn)線設(shè)備與技術(shù)在處理此類構(gòu)件時面臨以下難題；當前H型鋼焊接生產(chǎn)線主要通過夾具固定鋼板位置，采用分段傳送輥道進行工件運輸，并利用多絲埋弧焊的大功率焊接技術(shù)完成組裝。[0003]這些設(shè)備對于長度20米以內(nèi)常規(guī)尺寸的H型鋼尚能滿足需求，但在面對超長、超重的構(gòu)件時，暴露出明顯不足，當長度超過30米，重量超過50噸的鋼構(gòu)件，現(xiàn)有夾具僅能局部固定工件，無法約束整體變形；同時分段輥道因各段獨立運行，導(dǎo)致超長H型鋼在自重作用下中部下垂，長度為30米工件可能下垂5~10毫米。同時，焊接時的高熱量輸入會使局部區(qū)域溫度急速升高，形成不均勻的溫度分布，進一步加劇變形風險。[0004]在焊接過程中，超長工件的散熱速度較慢，導(dǎo)致頭部與尾部可能會產(chǎn)生300℃以上的溫差，這種溫度差異會引發(fā)不均勻的熱脹冷縮，使工件產(chǎn)生復(fù)雜變形。[0005]因此我們提出一種動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線及其運行方法來解決上述背景中的問題。發(fā)明內(nèi)容[0006]本發(fā)明提供動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線及其運行方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中對超長超重的H型鋼構(gòu)件焊接組裝，通過分段傳送輥道進行工件運輸，因分段輥道各段獨立運行，導(dǎo)致超長H型鋼在自重作用下中部下垂的問題。[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線，包括焊接工位，焊接工位上設(shè)置有分布式支撐系統(tǒng)、多維度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)以及用于鋼結(jié)構(gòu)焊接和矯正的協(xié)同機器人系統(tǒng)；分布式支撐系統(tǒng)由若干線性分布的動態(tài)輥道單元串聯(lián)組成，每個動態(tài)輥道單元包括輥道基座(101),輥道基座(101)中部設(shè)置有支撐輥道(102),支撐輥道(102)表面設(shè)置有用于支撐鋼結(jié)構(gòu)的支撐板(103),輥道基座(101)上安裝有用于驅(qū)動鋼結(jié)構(gòu)移動的夾持驅(qū)動單元，支撐板(103)連接有用于多點支撐調(diào)節(jié)的動態(tài)調(diào)節(jié)單元，動態(tài)調(diào)節(jié)單元與支撐板(103)配合，用于實時檢測工件重力分布并調(diào)節(jié)支撐輥道(102)高度；動態(tài)調(diào)節(jié)單元包括設(shè)置于支撐板(103)上表面的壓力傳感器陣列和安裝于支撐輥道(102)內(nèi)的微型液壓執(zhí)行器(132);所述多維度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)包括沿H型鋼表面貼附的分布式光纖傳感器、對準焊6所述協(xié)同機器人系統(tǒng)包括對稱布置于支撐輥道(102)兩側(cè)的焊接機器人和位于下[0008]優(yōu)選的，夾持驅(qū)動單元包括對稱設(shè)置于支撐輥道(102)兩側(cè)的輥架(111),輥架設(shè)置且底部與滑動座(114)固定連接，支板(113)中部安裝有水平設(shè)置的第一電動推桿撐輥道(102)另一側(cè)的輥座(112)內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有被動輥(118),安裝主動輥(117)的輥座與輥座(112)之間安裝有第一力傳感器(120),滑動座(114)貼合導(dǎo)軌(115)的一側(cè)滑動連接的楔形塊(122),楔形塊(122)一端轉(zhuǎn)動連接有螺紋桿(123),螺紋桿(123)延伸至滑動座輥道基座(101)上縱向開設(shè)有安裝槽(134),微型液壓執(zhí)行器(132)固定連接于安裝槽(134)內(nèi)，微型液壓執(zhí)行器(132)的伸縮端通過球形鉸鏈(133)與支撐板(103)活動連[0012]優(yōu)選的，壓力傳感器端，輥道基座(101)的另一端開設(shè)有與T型連接頭(51)相適配的T型限頭(51)靠近快接插槽(53)的一側(cè)設(shè)置有與快接插槽(53)相匹配的快接插頭(54);T型限位槽(52)內(nèi)設(shè)置有鎖定組件，鎖定組件包括定位銷(55),T型限位槽(52)內(nèi)7側(cè)開設(shè)有導(dǎo)向槽(56),導(dǎo)向槽(56)與T型限位槽(52)垂直連通，定位銷(55)滑動連接于導(dǎo)向槽(56)內(nèi)部，導(dǎo)向槽(56)遠離定位銷(55)的一端安裝有微型電動推桿(57),微型電動推桿(57)推動定位銷(55)滑動伸縮，T型連接頭(51)靠近導(dǎo)向槽(56)的一端開設(shè)有鎖槽(58),定位銷(55)前端設(shè)置有倒角。[0014]優(yōu)選的，焊接機器人搭載多絲埋弧焊槍及電磁攪拌裝置，校正機器人配備超聲沖擊頭和激光加熱器；焊接機器人底部安裝有基座，焊接工位兩側(cè)設(shè)有平行于生產(chǎn)線的驅(qū)動滑軌，驅(qū)動滑軌驅(qū)動基座沿焊接組裝生產(chǎn)線移動；校正機器人底部設(shè)置有搭載校正機器人沿生產(chǎn)線軌道滑動的移動平臺，且校正機器人與焊接機器人運動軌跡錯位布置；且焊接機器人及校正機器人均內(nèi)置獨立控制器。[0015]優(yōu)選的，分布式光纖傳感器沿H型鋼翼板與腹板交界的焊縫兩側(cè)平行布置；紅外熱像儀安裝于焊接機器人焊槍后方，且對準鋼結(jié)構(gòu)上的熔池區(qū)域；激光雷達固定安裝于生產(chǎn)[0016]一種動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線的運行方法，包括以下步驟：步驟S1:將翼板與腹板運送至生產(chǎn)線首端的上料區(qū)，通過夾具固定并組立為H型鋼結(jié)構(gòu)，焊接機器人對翼板與腹板交接處進行點焊臨時固定；步驟S2:S21、通過分布式支撐系統(tǒng)的壓力傳感器陣列，實時檢測H型鋼初始接觸壓力，動態(tài)調(diào)節(jié)單元根據(jù)H型鋼壓力分布，自動調(diào)節(jié)微型液壓執(zhí)行器(132)的高度，使支撐板(103)抬升以補償工件自重下垂；S22、焊接機器人沿輥道兩側(cè)同步移動，啟動多絲埋弧焊槍進行連續(xù)焊接，同時電磁攪拌裝置對焊接區(qū)域施加交變磁場，以改善焊縫質(zhì)量；S23、壓力傳感器陣列實時監(jiān)測H型鋼各段的壓力分布，若檢測到局部壓力低于2kN/m2,微型液壓執(zhí)行器(132)按對角協(xié)同策略調(diào)整支撐高度，使壓力恢復(fù)至2~5kN/m2范S24、紅外熱像儀實時采集焊接區(qū)域的溫度分布數(shù)據(jù)，工業(yè)控制計算機根據(jù)溫度變化預(yù)測變形趨勢，動態(tài)調(diào)節(jié)單元對高溫區(qū)域降低支撐力，對低溫區(qū)域增加支撐力；步驟S3:S31、焊接完成后，校正機器人移動至目標位置，利用超聲沖擊頭對焊縫進行沖擊處理，同時激光加熱器對變形區(qū)域進行局部加熱；S32、激光雷達掃描H型鋼全長外形數(shù)據(jù)，動態(tài)輥道單元根據(jù)掃描結(jié)果協(xié)同調(diào)節(jié)支撐板(103)高度，確保直線度≤1mm/m;步驟S4:當動態(tài)輥道單元發(fā)生故障時：S41、解除對故障動態(tài)輥道單元的T型連接頭(51)的鎖定，并分離快接插頭(54)與快接插槽(53);S42、橫向移出故障動態(tài)輥道單元并更換新動態(tài)輥道單元，更換后工業(yè)總線自動識別新動態(tài)輥道單元，且液壓系統(tǒng)重新形成閉環(huán)回路。本發(fā)明通過動態(tài)協(xié)同控制的方案解決了超大尺寸H型鋼焊接過程中存在形變的技術(shù)難題；8首先，針對超長構(gòu)件自重下垂問題，將分布式支撐系統(tǒng)采用模塊化的動態(tài)輥道單元設(shè)計，每個動態(tài)輥道單元配備高精度壓力傳感器陣列和微型液壓執(zhí)行器，通過實時監(jiān)測H[0018]當檢測到局部壓力低于2kN/m2時，系統(tǒng)能在0.1秒內(nèi)完成支撐高度調(diào)整，將下垂量控制在1mm/m以內(nèi)。相比傳統(tǒng)分段輥道，該系統(tǒng)實現(xiàn)了全長度連續(xù)自適應(yīng)支撐，解決了超長工件因分段支撐導(dǎo)致的非連續(xù)變形問題。[0019]其次，針對焊接熱變形難題，本系統(tǒng)設(shè)置多維度傳感網(wǎng)絡(luò)，將分布式光纖傳感器沿焊縫兩側(cè)布置，實時監(jiān)測應(yīng)變變化；紅外熱像儀以0.5米間距跟蹤熔池溫度場；激光雷達進行全尺寸三維掃描；再將這些數(shù)據(jù)通過工業(yè)控制計算機的熱力學(xué)模型實時分析，動態(tài)調(diào)節(jié)焊接參數(shù)和支撐力分布，將溫度梯度控制在50℃/m以內(nèi)，從根本上抑制了熱應(yīng)力變形；并且，通過電磁攪拌裝置產(chǎn)生的0.3T橫向交變磁場，進一步改善焊縫結(jié)晶質(zhì)量，降低殘余應(yīng)[0020]在系統(tǒng)協(xié)同方面，本發(fā)明突破傳統(tǒng)設(shè)備的孤立控制模式，建立焊接、支撐與校正的閉環(huán)控制；當焊接機器人完成某段焊縫后，校正機器人在0.5秒延遲內(nèi)即進行超聲沖擊處理，配合激光加熱實現(xiàn)形變即時矯正。通過焊接、監(jiān)測和校正協(xié)同的模式，使最終產(chǎn)品的直持產(chǎn)線在不停機情況下更換故障單元，大幅提升設(shè)備可用性。[0021]本發(fā)明的創(chuàng)造性突出體現(xiàn)于其分布式支撐系統(tǒng)：第一方面，通過壓力傳感與液壓調(diào)節(jié)的毫秒級響應(yīng)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)超長構(gòu)件的連續(xù)自適應(yīng)支撐；第二方面，通過“對角協(xié)同”的液壓控制算法，進行四個執(zhí)行器的智能配比，在補償變形的同時確保支撐面水平；第三方面，通過溫度與力學(xué)的智能聯(lián)動控制，將溫度場數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)化為支撐力調(diào)整指令，解決傳統(tǒng)僅靠機械獨立調(diào)整的局限；上述創(chuàng)新使生產(chǎn)線能穩(wěn)定加工40米級H型鋼，將傳統(tǒng)工藝5-10mm的下垂量降低至1mm以下，且殘余應(yīng)力減少，進一步提升生產(chǎn)效率，有效解決了超大尺寸鋼結(jié)構(gòu)制造中的難題。附圖說明[0022]圖1為本發(fā)明的動態(tài)輥道單元連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的圖1的A處放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的輥道基座的端部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的主動輥和被動輥安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的動態(tài)輥道單元的截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的圖5的B處放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的動態(tài)輥道單元的側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的圖7的C處放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明動態(tài)協(xié)同控制的鋼構(gòu)焊接組裝生產(chǎn)線運行方法的流程圖。CN120205954A說明書5/11頁9插槽；54、快接插頭；55、定位銷；56、導(dǎo)向槽；57、微型電動推桿；58、鎖槽。[0024]下面對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應(yīng)當焊接的方式使H型鋼連接穩(wěn)固，通過校正檢測區(qū)對H型鋼焊接和輸送過程中的變形進行矯括輥道基座101,輥道基座101中部設(shè)置有支撐輥道102,支撐輥道102表面設(shè)置有用于支撐鋼結(jié)構(gòu)的支撐板103,輥道基座101上安裝有用于驅(qū)動鋼結(jié)構(gòu)移動的夾持驅(qū)動單元，支撐板變形、下垂及焊接溫控難題。殘余應(yīng)力的雙重目標，解決傳統(tǒng)分段輸送設(shè)備無法全局協(xié)調(diào)控制導(dǎo)致的超大尺寸H型鋼在焊接輸送過程中變形的問題。連接，支板113中部安裝有水平設(shè)置的第一電動推桿116,輥座112背面與第一電動推桿116的伸縮端固定連接；位于支撐輥道102一側(cè)的輥座112內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有主動輥117,位于支撐輥道102另一側(cè)的輥座112內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有被動輥118,安裝主動輥117的輥座112上設(shè)置有伺服電機119,伺服電機119驅(qū)動主動輥117轉(zhuǎn)動；第一電動推桿116與輥座112之間安裝有第一力傳感器120,滑動座114貼合導(dǎo)軌115的一側(cè)滑動連接有摩擦塊121,摩擦塊121內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，滑動座114內(nèi)側(cè)滑動設(shè)置有與斜面相配合的楔形塊122,楔形塊122一端轉(zhuǎn)動連接有螺紋桿123,螺紋桿123延伸至滑動座114外部且與滑動座114內(nèi)部螺紋配合，螺紋桿123位于滑動座114外部的一端固定連接有旋鈕124,轉(zhuǎn)動旋鈕124帶動螺紋桿123轉(zhuǎn)動，螺紋桿123與滑動座114內(nèi)部螺紋配合，實現(xiàn)上下移動，螺紋桿123帶動楔形塊122上下移動，從而推動摩擦塊121向滑動座114外側(cè)滑動并與導(dǎo)軌115卡緊或分離。[0030]上述方案的具體實施方式為：支撐輥道102兩側(cè)的輥架111,輥架111包括輥座112、支板113以及滑動座114,通過支板113底部與滑軌內(nèi)部的矩形滑塊連接，從而使支板113通過矩形滑塊沿滑軌線性移動，便于支板113的位置調(diào)整，支板113中部安裝有水平設(shè)置的第一電動推桿116,第一電動推桿116的伸縮端與輥座112背面連接，實現(xiàn)對輥座112的支撐，通過第一電動推桿116的伸縮調(diào)節(jié)輥座112與H型鋼腹板的距離，一側(cè)輥座112安裝有主動輥117,另一側(cè)輥座112安裝有被動輥118,通過兩側(cè)的輥座112向H型鋼腹板靠近，使主動輥117和被動輥118對H型鋼腹板進行夾持，主動輥117由安裝在其所在輥座112上的伺服電機119驅(qū)動，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動作，從而帶動H型鋼結(jié)構(gòu)的移動，第一電動推桿116與輥座112之間安裝有第一力傳感器120,用于實時監(jiān)測夾持力的大小，確保夾持過程的安全與穩(wěn)定；滑動座114貼合導(dǎo)軌115的一側(cè)滑動連接有摩擦塊121,這些摩擦塊121在需要時能夠緊密貼合導(dǎo)軌115表面，提供足夠的摩擦力以防止滑動。[0031]摩擦塊121內(nèi)側(cè)設(shè)置有斜面，與滑動座114內(nèi)側(cè)滑動設(shè)置的楔形塊122相配合；通過轉(zhuǎn)動螺紋桿123,可以驅(qū)動楔形塊122上下移動，當楔形塊122向摩擦塊121斜面靠近時，會推動摩擦塊121向滑動座114外側(cè)移動，直至摩擦塊121緊密貼合導(dǎo)軌115表面并實現(xiàn)鎖緊。反之，當楔形塊122遠離時，摩擦塊121與導(dǎo)軌115分離，允許滑動座114及輥架111沿導(dǎo)軌115移動，進行位置調(diào)整。夾持驅(qū)動單元能夠?qū)崿F(xiàn)對H型鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定夾持與精確移動，為后續(xù)的焊接與校正工序提供有力支持。[0032]在另一實施例中，動態(tài)調(diào)節(jié)單元包括設(shè)置于支撐板103上表面的壓力傳感器陣列和安裝于支撐輥道102內(nèi)的微型液壓執(zhí)行器132,微型液壓執(zhí)行器132通過液壓油管連接液壓動力單元，液壓動力單元控制用于控制微型液壓執(zhí)行器132的伸縮；輥道基座101上縱向開設(shè)有安裝槽134,微型液壓執(zhí)行器132固定連接于安裝槽134內(nèi)，微型液壓執(zhí)行器132的伸縮端通過球形鉸鏈133與支撐板103活動連接；微型液壓執(zhí)行器132安裝于輥道基座101的四個角落，其最大推力12kN,響應(yīng)時間≤0.1秒；活塞桿頂端通過球形鉸鏈133與輥道支撐板103連接，可以允許微小角度偏轉(zhuǎn)；液壓動力單元集成于動態(tài)輥道單元側(cè)面，包括微型液壓泵、電磁閥組及油箱，通過高壓軟管連接微型液壓執(zhí)行器132;微型液壓執(zhí)行器132支持獨立供油或與其他單元串聯(lián)供油，該冗余設(shè)計確保單點故障不影響整體運行。[0033]微型液壓執(zhí)行器132設(shè)置有四個，且矩陣式分布在支撐板103底部，四個執(zhí)行器按“對角協(xié)同”策略調(diào)節(jié)高度，當左上執(zhí)行器抬升時，右下執(zhí)行器同步降壓，保持支撐板103對鋼結(jié)構(gòu)水平支撐。11[0034]該實施例中動態(tài)調(diào)節(jié)單元的工作原理為：通過支撐板103上表面的壓力傳感器陣列實時檢測H型鋼的局部壓力分布，當檢測到下垂或翹曲時，工業(yè)控制計算機根據(jù)壓力數(shù)據(jù)驅(qū)動液壓動力單元，液壓動力單元控制矩陣式分布于支撐板103底部四個角落的微型液壓執(zhí)行器132協(xié)同伸縮；微型液壓執(zhí)行器132采用“對角協(xié)同”方式工作，例如當左上執(zhí)行器抬升時，右下執(zhí)行器同步降壓，通過球形鉸鏈133允許支撐板103微小偏轉(zhuǎn)，動態(tài)補償工件變形，同時液壓系統(tǒng)支持獨立或串聯(lián)供油的冗余設(shè)計，確保單個執(zhí)行器故障時仍能維持水平支撐，從而實時抵消超長H型鋼因自重或熱變形導(dǎo)致的下垂與形變。[0035]在另一實施例中，壓力傳感器陣列為若干矩陣式分布的壓電薄膜傳感器131,若干壓電薄膜傳感器131嵌入支撐板103表面下方，用于實時檢測H型鋼的局部壓力分布。[0036]壓電薄膜傳感器131嵌入輥道支撐板103下方5mm處，且其表面覆蓋1mm不銹鋼防護層，用于避免焊接時高溫焊屑飛濺使其受損；壓電薄膜傳感器131實時監(jiān)測H型鋼與支撐板103的接觸壓力分布，識別局部下垂或翹曲區(qū)域；壓電薄膜傳感器131的信號線通過輥道基座101內(nèi)部的線槽連接至工業(yè)控制計算進一步的，每個動態(tài)輥道單元設(shè)置20個壓電薄膜傳感器131,并通過AD轉(zhuǎn)換模塊傳輸至工業(yè)控制計算機，其采樣頻率為1kHz。[0037]上述實施例的具體工作方式為：通過矩陣式分布在支撐板103下方的20個壓電薄膜傳感器131,實時監(jiān)測H型鋼與支撐板103的接觸壓力分布，其采樣頻率為1kHz,并將數(shù)據(jù)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換模塊傳輸至工業(yè)控制計算機；傳感器表面覆蓋1mm不銹鋼防護層高溫損傷。當檢測到局部壓力異常時，工業(yè)控制計算機立即分析壓力分布，生成調(diào)節(jié)指令，驅(qū)動微型液壓執(zhí)行器132動態(tài)調(diào)整支撐高度，確保H型鋼始終處于水平穩(wěn)定狀態(tài)；該設(shè)計實現(xiàn)了高精度、高響應(yīng)的實時形變監(jiān)測與補償，有效提升焊接質(zhì)量。請參閱圖1-3,并結(jié)合實施例一，進一步得到，相鄰的兩個動態(tài)輥道單元之間保留相鄰輥道單元之間設(shè)置有快接組件，快接組件包括T型連接頭51,T型連接頭51固定連接于輥道基座101的一端，輥道基座101的另一端開設(shè)有與T型連接頭51相適配的T型限位槽52,T型限位槽52內(nèi)部設(shè)置有快接插槽53,快接插槽53包括工業(yè)總線接口及液壓快換接頭；T型連接頭51靠近快接插槽53的一側(cè)設(shè)置有與快接插槽53相匹配的快接插頭54。[0039]輥道基座101的兩端均設(shè)置有工業(yè)總線接口與液壓快換接頭，實現(xiàn)“即插即用”式快速拼接；拼接后工業(yè)總線自動組網(wǎng)，使液壓系統(tǒng)形成閉環(huán)回路。[0040]進一步的，T型限位槽52內(nèi)設(shè)置有鎖定組件，鎖定組件包括定位銷55,T型限位槽52內(nèi)側(cè)開設(shè)有導(dǎo)向槽56,導(dǎo)向槽56與T型限位槽52垂直連通，定位銷55滑動連接于導(dǎo)向槽56內(nèi)部，導(dǎo)向槽56遠離定位銷55的一端安裝有微型電動推桿57,微型電動推桿57推動定位銷55滑動伸縮，T型連接頭51靠近導(dǎo)向槽56的一端開設(shè)有鎖槽58,定位銷55前端設(shè)置有倒角。[0041]上述方案的具體實施方式為：相鄰動態(tài)輥道單元間保留2mm熱膨脹間隙，允許溫度變化時自由伸縮，同時避免熱應(yīng)力導(dǎo)致的變形；輥道基座101兩端通過T型連接頭51與T型限位槽52實現(xiàn)快速拼接，在插接時，T型連接頭51嵌入限位槽，快接插頭54與插槽內(nèi)的工業(yè)總線接口、液壓快換接頭自動對接，形成即插即用的電氣與液壓通路，使工業(yè)總線自動組網(wǎng)建立閉環(huán)控制；鎖定組件通過微型電動推桿57推動定位銷55沿導(dǎo)向槽56滑動，前端倒角使其順利滑入T型連接頭51的鎖槽58,機械鎖定連接頭位置，確保拼接穩(wěn)固；當溫度變化或需更換單元時，推桿回縮解除鎖定，可快速分離輥道單元。該設(shè)計兼顧熱膨脹補償與模塊化快速拆裝需求，保障生產(chǎn)線的連續(xù)性與可靠性。結(jié)合實施例一，進一步得到，協(xié)同機器人系統(tǒng)包括沿輥道兩側(cè)對稱布置的多臺焊接機器人，以及位于焊接工位下游的校正機器人；所述焊接機器人搭載多絲埋弧焊槍及電磁攪拌裝置，所述校正機器人配備超聲沖擊頭和激光加熱器；焊接機器人底部安裝有基座，焊接工位兩側(cè)設(shè)置有平行于焊接組裝生產(chǎn)線的驅(qū)動滑軌，驅(qū)動滑軌驅(qū)動機器人基座沿焊接組裝生產(chǎn)線移動。[0043]所述校正機器人底部設(shè)置有搭載校正機器人沿生產(chǎn)線軌道滑動的移動平臺，且校正機器人與焊接機器人運動軌跡錯位布置；且焊接機器人及校正機器人均內(nèi)置獨立控制所述焊接機器人包括多絲埋弧焊槍，多絲埋弧焊槍頭部設(shè)有四根獨立送絲導(dǎo)管，焊絲出口呈矩形陣列分布；焊接機器人通過基座滑軌移動，使其可沿H型鋼長度方向同步移[0044]電磁攪拌裝置由環(huán)繞焊槍頭部的環(huán)形電磁線圈組成，線圈軸線與焊縫方向垂直，通過電纜與焊接電源并聯(lián)；所述電磁攪拌裝置的環(huán)形電磁線圈內(nèi)徑為100~150mm,通入交變電流后產(chǎn)生橫向交變磁場，磁場強度為0.2~0.5T,磁場方向與焊縫熔池流動方向正交。[0045]進一步的，多絲埋弧焊槍設(shè)置為四絲埋弧焊槍，四根焊絲直徑均為4mm,通過電流獨立控制，并集成橫向交變磁場線圈，磁場強度為0.3T;所述校正機器人的超聲沖擊頭工作頻率為20kHz,激光加熱器功率為500W,通過5G通信接收工業(yè)控制計算機的指令。[0046]所述校正機器人包括超聲沖擊頭，超聲沖擊頭通過萬向臂安裝于機器人末端，沖擊方向與焊縫表面法向成30°~60°夾角；激光加熱器：安裝于超聲沖聚焦于焊縫熱影響區(qū)；移動平臺搭載校正機器人沿生產(chǎn)線軌道滑動，與焊接機器人運動軌跡錯位布置，移動平臺類似線性導(dǎo)軌115,屬于現(xiàn)有技術(shù)。[0047]上述方案中協(xié)同機器人系統(tǒng)的具體實施方式如下：該系統(tǒng)由焊接機器人和校正機器人組成，兩者協(xié)同作業(yè)實現(xiàn)H型鋼的高質(zhì)量焊接與精確校正。焊接機器人對稱布置在生產(chǎn)線兩側(cè)，每臺機器人配備四絲埋弧焊槍和電磁攪拌裝置。焊槍頭部設(shè)有四根直徑4mm的獨立送絲導(dǎo)管，呈矩形陣列分布，可單獨控制電流參數(shù)。電磁攪拌裝置采用環(huán)形電磁線圈設(shè)計，內(nèi)徑100-150mm,工作時產(chǎn)生0.3T的橫向交變磁場，與焊縫熔池流動方向正交，有效改善焊縫金屬結(jié)晶質(zhì)量。[0048]關(guān)于電磁攪拌裝置工作原理的進一步解釋，通過在焊接熔池區(qū)域施加與焊縫方向垂直的橫向交變磁場，在熔池金屬中感應(yīng)出渦電流，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這些渦電流與磁場相互作用產(chǎn)生周期性變化的洛倫茲力，驅(qū)動熔池金屬產(chǎn)生強烈的強迫對流。這種定向流動一方面破碎正在生長的枝晶尖端，枝晶尖端是金屬凝固時形成的樹枝狀晶體的最前端生長部分，增加結(jié)晶形核率，使晶粒尺寸從常規(guī)的150-200μm細化至80-120μm;另一方面促進溶質(zhì)元素均勻擴散，減少偏析，同時將柱狀晶比例從70%降至30%以下，顯著提升等軸晶含量。交變磁場每0.01-0.02秒改變方向一次，避免流動定向固化，最終使焊縫組織獲得更均勻的晶粒尺寸分布和隨機取向，實現(xiàn)抗拉強度提升15%、沖擊韌性提高30%、殘余應(yīng)力降低40%的綜合優(yōu)化效果。[0049]焊接機器人通過底部基座安裝在生產(chǎn)線兩側(cè)的驅(qū)動滑軌上，可沿H型鋼長度方向同步移動，確保焊接過程的連續(xù)性。機器人內(nèi)置獨立控制器，實時接收工業(yè)控制計算機的指令，動態(tài)調(diào)整焊接參數(shù)和移動速度。在焊接過程中，電磁攪拌裝置與焊接電源并聯(lián)工作，根據(jù)工況實時調(diào)節(jié)磁場強度。[0050]位于焊接工位下游的校正機器人配備超聲沖擊頭和激光加熱器。超聲沖擊頭工作頻率20kHz,通過萬向臂安裝在機器人末端，沖擊方向與焊縫表面法向成30-60°夾角，能有效釋放焊接殘余應(yīng)力。激光加熱器功率為500W,其安裝在沖擊頭側(cè)方，可對焊縫熱影響區(qū)進行精確加熱。校正機器人通過移動平臺沿專用軌道滑動，其運動軌跡與焊接機器人錯開布[0051]系統(tǒng)工作時，焊接機器人首先完成H型鋼的全縫焊接，同時電磁攪拌裝置優(yōu)化焊縫組織。焊接完成后，校正機器人立即介入，對焊縫進行超聲沖擊處理，同時用激光加熱器矯正變形區(qū)域。整個過程中，工業(yè)控制計算機通過5G通信實時協(xié)調(diào)兩臺機器人的工作參數(shù)，并結(jié)合多維度傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成焊接、檢測與校正的完整閉環(huán)控制系統(tǒng)。該協(xié)同作業(yè)模式顯著提高了超大尺寸H型鋼的焊接質(zhì)量和尺寸精度，確保成品直線度控制在1mm/m以內(nèi)，完全滿足高端建筑領(lǐng)域的嚴格要求。結(jié)合上述實施例，進一步得到，多維度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)包括沿H型鋼長度方向表面貼附的分布式光纖傳感器、架設(shè)于焊接工位上方的紅外熱像儀，以及安裝于生產(chǎn)線兩側(cè)的激光雷達；分布式光纖傳感器沿H型鋼翼板與腹板交界的焊縫兩側(cè)平行布置；紅外熱像儀安裝于焊接機器人焊槍后方0.5-1米處，且對準熔池區(qū)域；激光雷達固定安裝于生產(chǎn)線兩側(cè)立柱上，其掃描高度與H型鋼中心線對齊。[0053]分布式光纖傳感器由傳感光纖、固定組件及信號處理單元構(gòu)成；傳感光纖采用玻璃或塑料材質(zhì)制成，表面涂覆耐高溫聚酰亞胺保護層，可以耐高溫300℃以上，能夠適應(yīng)焊接環(huán)境的高溫。[0054]固定組件包括不銹鋼編織護套和耐高溫膠帶，不銹鋼編織護套包裹光纖外部，防止焊接飛濺或機械損傷；耐高溫膠帶可以耐高溫500℃,用于將光纖粘貼至H型鋼表面，在焊縫附近關(guān)鍵位置固定傳感光纖，避免高溫導(dǎo)致脫落。信號處理單元通過解調(diào)儀發(fā)射激光脈沖并分析反射信號，實時解析光纖沿線的溫度與應(yīng)變變化，外界溫度或受力會改變光信號[0055]分布式光纖傳感器的安裝與H型鋼結(jié)構(gòu)相匹配，傳感光纖沿翼板與腹板交界的焊縫兩側(cè)平行布置，且距離焊縫邊緣10~15毫米，并在焊接起始端、中部及末端環(huán)繞3~5圈以增強監(jiān)測靈敏度。在光纖兩端接入解調(diào)儀，通過屏蔽電纜連接至工業(yè)控制計算機。[0056]分布式光纖傳感器的工作方式為，在焊接前，光纖實時監(jiān)測H型鋼組立后的初始應(yīng)變，分布式光纖傳感器通過測量光信號在光纖中的傳播特性變化，可實時感知H型鋼表面的應(yīng)變分布。當翼板與腹板對接錯位時，錯位部位會產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致光纖沿線應(yīng)變分布異常。傳感器通過解調(diào)儀分析該異常信號，能夠精確識別錯位位置和程度；若檢測到翼板與腹板對接錯位，立即觸發(fā)報警并暫停焊接；焊接過程中，光纖同步感知焊縫附近溫度變化與變形，當鋼結(jié)構(gòu)拉伸應(yīng)變大于0.05%時，判定其局部翹曲，通過動態(tài)調(diào)節(jié)單元調(diào)整對應(yīng)輥道的支撐力；焊接完成后，光纖持續(xù)監(jiān)測殘余應(yīng)力釋放，若某區(qū)域應(yīng)變持續(xù)增大，校正機器人自動對該位置進行二次沖擊或加熱，確保成品直線度≤1毫米/米。[0057]