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焊接機器人如此強大(dà),這是要搶我(wǒ)們手工(gōng)焊飯碗
時間:2021-04-08 14:42 點擊次數:
自從20世紀60年代初,人類創造了第一(yī)台工(gōng)業機器人以後,工(gōng)業機器人就顯示出它極大(dà)的生(shēng)命力,在短短40多年的時間中(zhōng),工(gōng)業機器人技術得到了迅速的發展,工(gōng)業機器人已在工(gōng)業發達國家的生(shēng)産中(zhōng)得到了廣泛的應用。目前,工(gōng)業機器人已廣泛應用于汽車(chē)及汽車(chē)零部件制造業、機械加工(gōng)行業、電子電氣行業、橡膠及塑料工(gōng)業、食品工(gōng)業、木材與家具制造業等領域中(zhōng)。在工(gōng)業生(shēng)産中(zhōng),焊接機器人、裝配機器人、噴塗機器人及搬運機器人等工(gōng)業機器人都已被大(dà)量采用。本文以下(xià)重點介紹焊接機器人。
 
焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴塗)的工(gōng)業機器人,它主要包括機器人和焊接設備兩部分(fēn)。其中(zhōng),機器人由機器人本體(tǐ)和控制櫃(硬件及軟件)組成;而焊接裝備,以弧焊及點焊爲例,則由焊接電源(包括其控制系統)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分(fēn)組成。對于智能機器人,還應配有傳感系統,如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。
 
1、點焊機器人的特點
 
  由于采用了一(yī)體(tǐ)化焊鉗,焊接變壓器裝在焊鉗後面,所以點焊機器人的變壓器必須盡量小(xiǎo)型化。對于容量較小(xiǎo)的變壓器可以用50Hz工(gōng)頻(pín)交流,而對于容量較大(dà)的變壓器,工(gōng)業上已經開(kāi)始采用逆變技術把50Hz工(gōng)頻(pín)交流變爲600~700Hz交流,使變壓器的體(tǐ)積減少、減輕。變壓後可以直接用600~700Hz交流電焊接,也可以再進行二次整流,用直流電焊接,焊接參數由定時器調節。目前,新型定時器已經微機化,因此機器人控制櫃可以直接控制定時器,無需另配接口。點焊機器人的焊鉗,用電伺服點焊鉗,焊鉗的張開(kāi)和閉合由伺服電機驅動,碼盤反饋,使焊鉗的張開(kāi)度可以根據實際需要任意選定并預置,而且電極間的壓緊力也可以無級調節。
 
電伺服點焊鉗具有如下(xià)優點:
 
(1)每個焊點的焊接周期可大(dà)幅度降低,因爲焊鉗的張開(kāi)程度是由機器人精确控制的,機器人在點與點之間的移動過程,焊鉗就可以開(kāi)始閉合;而焊完一(yī)點後,焊鉗一(yī)邊張開(kāi),機器人就可以一(yī)邊位移,不必等機器人到位後,焊鉗才閉合或焊鉗完全張開(kāi)後機器人再移動。
 
(2)焊鉗張開(kāi)度可以根據工(gōng)件的情況任意調整,隻要不發生(shēng)碰撞或幹涉,可盡可能減少張開(kāi)度,以節省焊鉗開(kāi)度,節省焊鉗開(kāi)合所占的時間。
 
(3)焊鉗閉合加壓時,不僅壓力大(dà)小(xiǎo)可以調節,而且在閉合時兩電極是輕輕閉合,可減少撞擊變形和噪聲。
 
2、弧焊機器人的特點
 
弧焊機器人多采用氣體(tǐ)保護焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機器人上作電弧焊。由于機器人控制櫃采用數字控制,而焊接電源多爲模拟控制,所以需要在焊接電源與控制櫃之間加一(yī)個接口。
 
近年來,國外(wài)機器人生(shēng)産廠都有自己特定的配套焊接設備,在這些焊接設備内已經插入相應的接口闆,所以弧焊機器人系統中(zhōng)并沒有附加接口箱。應該指出的是,在弧焊機器人工(gōng)作周期中(zhōng),電弧時間所占的比例較大(dà),因此在選擇焊接電源時,一(yī)般應按持續率100%來确定電源的容量。送絲機構可以裝在機器人的上臂上,也可以放(fàng)在機器人之外(wài),前者焊槍到送絲機之間的軟管較短,有利于保持送絲的穩定性,而後者軟管校長,當機器人把焊槍送到某些位置,使軟管處于多彎曲狀态,會嚴重影響送絲的質量,所以送絲機的安裝方式一(yī)定要考慮保證送絲穩定性的問題。
 
3、焊接機器人應用中(zhōng)存在的問題和解決措施
 
(1)出現焊偏問題:可能爲焊接的位置不正确或焊槍尋找時出現問題。這時,要考慮TCP(焊槍中(zhōng)心點位置)是否準确,并加以調整。如果頻(pín)繁出現這種情況就要檢查一(yī)下(xià)機器人各軸的零位置,重新校零予以修正。
 
(2)出現咬邊問題:可能爲焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對,可适當調整。
 
 
(3)出現氣孔問題:可能爲氣體(tǐ)保護差、工(gōng)件的底漆太厚或者保護氣不夠幹燥,進行相應的調整就可以處理。
 
 
(4)飛濺過多問題:可能爲焊接參數選擇不當、氣體(tǐ)組分(fēn)原因或焊絲外(wài)伸長度太長,可适當調整機器功率的大(dà)小(xiǎo)來改變焊接參數,調節氣體(tǐ)配比儀來調整混合氣體(tǐ)比例,調整焊槍與工(gōng)件的相對位置。
 
(5)焊縫結尾處冷卻後形成一(yī)弧坑問題:可編程時在工(gōng)作步中(zhōng)添加埋弧坑功能,可以将其填滿。
 
4、在焊接過程中(zhōng),機器人系統常見的故障
 
(1)發生(shēng)撞槍:可能是由于工(gōng)件組裝發生(shēng)偏差或焊槍的TCP不準确,可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。
 
(2)出現電弧故障,不能引弧:可能是由于焊絲沒有接觸到工(gōng)件或工(gōng)藝參數太小(xiǎo),可手動送絲,調整焊槍與焊縫的距離(lí),或者适當調節工(gōng)藝參數。
 
(3)保護氣監控報警:冷卻水或保護氣供給存有故障,檢查冷卻水或保護氣管路。
 
5、焊接機器人的編程技巧
 
(1)選擇合理的焊接順序,以減小(xiǎo)焊接變形、焊槍行走路徑長度來制定焊接順序。
 
(2)焊槍空間過渡要求移動軌迹較短、平滑、安全。
 
(3)優化焊接參數,爲了獲得最佳的焊接參數,制作工(gōng)作試件進行焊接試驗和工(gōng)藝評定。
 
(4)采用合理的變位機位置、焊槍姿态、焊槍相對接頭的位置。工(gōng)件在變位機上固定之後,若焊縫不是理想的位置與角度,就要求編程時不斷調整變位機,使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置。同時,要不斷調整機器人各軸位置,合理地确定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工(gōng)件的位置确定之後,焊槍相對接頭的位置必須通過編程者的雙眼觀察,難度較大(dà)。這就要求編程者善于總結積累經驗。
 
(5)及時插入清槍程序,編寫一(yī)定長度的焊接程序後,應及時插入清槍程序,可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導電嘴,保證焊槍的清潔,提高噴嘴的壽命,确保可靠引弧、減少焊接飛濺。
 
(6)編制程序一(yī)般不能一(yī)步到位,要在機器人焊接過程中(zhōng)不斷檢驗和修改程序,調整焊接參數及焊槍姿态等,才會形成一(yī)個好程序。
 
随着先進制造技術的發展,實現焊接産品制造的自動化、柔性化與智能化已成爲必然趨勢。目前,采用機器人焊接已成爲焊接自動化技術現代化的主要标志(zhì)。焊接機器人由于具有通用性強、工(gōng)作可靠的優點,受到了人們越來越多的重視。
 

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