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焊接机器人的应用分析

发布时间:2022-04-14        来源:www.htkjqr.com

目前,工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中,焊接机器人、装配机器人、喷涂机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。本文以下众点介绍焊接机器人。

焊接机器人:焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,它主要包括机器人和焊接设备两部分。其中,机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成;而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人,还应配有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。



1、点焊机器人的特点:由于采用了一体化焊钳,焊接变压器装在焊钳后面,所以点焊机器人的变压器比须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流,而对于容量较大的变压器,工业上已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600~700Hz交流,使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600~700Hz交流电焊接,也可以再进行二次整流,用直流电焊接,焊接参数由定时器调节。目前,新型定时器已经微机化,因此机器人控制柜可以直接控制定时器,无需另配接口。点焊机器人的焊钳,用电伺服点焊钳,焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动,码盘反馈,使焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置,而且电及间的压紧力也可以无级调节。

电伺服点焊钳具有如下优点:(1)每个焊点的焊接周期可大幅度降低,因为焊钳的张开程度是由机器人京确控制的,机器人在点与点之间的移动过程,焊钳就可以开始闭合;而焊完一点后,焊钳一边张开,机器人就可以一边位移,不必等机器人到位后,焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动。(2)焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整,只要不发生碰撞或干涉,可尽可能减少张开度,以节省焊钳开度,节省焊钳开合所占的时间。(3)焊钳闭合加压时,不仅压力大小可以调节,而且在闭合时两电及是轻轻闭合,可减少撞击变形和噪声。

2、弧焊机器人的特点:弧焊机器人多采用气体保护焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制,而焊接电源多为模拟控制,所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。近年来,国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备,在这些焊接设备内已经插入相应的接口板,所以弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。应该指出的是,在弧焊机器人工作周期中,电弧时间所占的比例较大,因此在选择焊接电源时,一般应按持续率100%来确定电源的容量。送丝机构可以装在机器人的上臂上,也可以放在机器人之外,前者焊枪到送丝机之间的软管较短,有利于保持送丝的稳定性,而后者软管校长,当机器人把焊枪送到某些位置,使软管处于多弯曲状态,会严重影响送丝的质量,所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。3、存在的问题和解决措施:(1)出现焊偏问题:可能为焊接的位置不正确或焊枪寻找时出现问题。这时,要考虑TCP(焊枪众心点位置)是否准确,并加以调整。如果频繁出现这种情况就要检查一下机器人各轴的零位置,重新校零予以修正。(2)出现咬边问题:可能为焊接参数选择不当、焊枪角度或焊枪位置不对,可适当调整。(3)出现气孔问题:可能为气体保护差、工件的底漆太厚或者保护气不够干燥,进行相应的调整就可以处理。(4)飞溅过多问题:可能为焊接参数选择不当、气体组分原因或焊丝外伸长度太长,可适当调整机器功率的大小来改变焊接参数,调节气体配比仪来调整混合气体比例,调整焊枪与工件的相对位置。(5)焊缝结尾处冷却后形成一弧坑问题:可编程时在工作步中添加埋弧坑功能,可以将其填满。4、机器人系统常见的故障:(1)发生撞枪:可能是由于工件组装发生偏差或焊枪的TCP不准确,可检查装配情况或修正焊枪TCP。(2)出现电弧故障,不能引弧:可能是由于焊丝没有接触到工件或工艺参数太小,可手动送丝,调整焊枪与焊缝的距离,或者适当调节工艺参数。(3)保护气监控报警:冷却水或保护气供给存有故障,检查冷却水或保护气管路。