文档介绍：该【焊接机器人送丝系统故障分析及解决方案 】是由【世界末末日】上传分享，文档一共【8】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【焊接机器人送丝系统故障分析及解决方案 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。焊接机器人送丝系统故障分析及解决方案
刘辉;孙鹏程;杨小坡
【摘 要】焊接机器人送丝系统故障约占机器人总故障率的 70％以上,是造成咬边、夹渣、偏焊、大颗粒飞溅及焊穿等焊接缺陷的主要缘由,严峻制约着企业的生产效
4 段 1 丝,即焊枪段、枪缆段、送丝机段、,从耗材磨损
状况、配件老化状况及辅料的质量状态动身,逐段分析送丝系统故障的产生缘由并提出相应解决方案,为焊接机器人的高效应用供给有益参考.
【期刊名称】《电焊机》
【年(卷),期】2025(049)001
【总页数】5 页(P25-29)
【关键词】焊接机器人;送丝系统;故障及解决方案
【作 者】刘辉;孙鹏程;杨小坡
【作者单位】徐工集团工程机械股份铲运机械事业部,江苏徐州 221000; 徐工集团工程机械股份铲运机械事业部,江苏徐州 221000;徐工集团工程机械股份铲运机械事业部,江苏徐州 221000
【正文语种】中 文
【中图分类】TG431 0 前言
工程机械行业历经两个多世纪的持续进展，传统制造技术门槛已经大大降低，生产
自动化、产品轻量化、使用节能化已渐渐成为将来竞争的焦点。焊接机器人因其工作效率高、焊接质量好、焊缝成形美观，并可大幅削减焊接粉尘和弧光对人体的损害，开头越来越多地应用于工程机械行业。与传统手工焊接相比，焊接机器人同样有其弊端。设备维护技术要求高、耗材及配件价格昂贵、狭窄空间无法焊接，制约着产品的本钱及效率。工件拼点精度、工装定位精度及机器人重复定位精度〔尤其是工具坐标及基座标精度〕三要素是机器人自动焊接的前提，假设消灭故障，必将严峻制约机器人焊接质量的稳定性。此外，焊接机器人的故障主要表现在水循环、送气和送丝三大生产根本系统。其中，水循环故障的主要表现形式为焊枪枪颈过热， 其形成最主要的缘由是枪缆通水电缆断裂；送气系统故障的主要表现形式为焊接气孔，最主要缘由为分流器损坏、喷嘴失圆或飞溅堵塞喷嘴。相比于水循环和送气系统，送丝系统故障的表现形式及形成缘由简单得多。
送丝系统故障的表现形式
机器人送丝系统故障是造成焊缝咬边、夹渣、偏焊、大颗粒飞溅及焊穿等焊接焊缺 陷的主要缘由。送丝方式与焊接电源的协作主要分为等速送丝及弧压掌握送丝两种。在焊丝直径大于 3mm 的粗丝状况下，弧长的转变仅靠电弧自身调整作用难以恢复弧长，才会承受弧压反响送丝代替等速送丝，同时配以陡降特性电源。为提高焊接 效率，机器人焊接一般选择 ～ 的焊丝，因此绝大多数机器人的送丝方式为等速送丝。等速送丝的优点在于可以实现弧长的自动调整，而弧长自调整功 能正是电弧追踪技术的关键。在焊接厚板或角焊缝时，焊枪横向摇摆。干伸长的不 同导致实际焊接电流与设定电流不同，干伸长越短，实际电流就越大，干伸长越长， 实际电流就越小。利用该原理，相应的软件实时处理电流变化及焊枪所在位置，进 而修正机器人的实际轨迹，保证轨迹中心线始终在坡口中间，同时保证焊枪与焊缝 在高度方向上的全都。当消灭送丝不畅故障时，单位时间的送丝速度下降，焊接电
流减小，焊接电压急剧增加，焊接飞溅增大，形成焊接夹渣。假设大颗粒飞溅附着
在导电嘴端部便会造成导电嘴报废。假设使用电弧追踪功能时消灭送丝不畅故障， 机器人会将捕获到的焊接电流减小信号误判为焊接干伸长过长，因此会自动压枪降低焊接干伸长，从而导致焊接线能量过大焊穿板材，甚至消灭导电嘴或喷嘴熔入焊接熔池并造成焊枪击穿漏水。送丝不畅现象直接影响焊接弧长的变化，弧长越长， 焊接电压越大，熔宽越宽，越简洁消灭咬边及焊道宽窄偏差的焊接缺陷。同时，焊接弧长的非线性变化导致电弧追踪采集的距离数据紊乱，从而导致焊接偏焊。经笔者实际生产统计，送丝系统故障约占机器人总故障率的 70%以上，送丝不畅的附带产物为导电嘴报废及焊接缺陷。
送丝系统故障部位的推断
依据送丝线路的走向可将送丝系统故障部位分为“4 段 1 丝”，4 段分别为外部送丝管段、送丝机段、枪缆段和焊枪段〔见图 1〕，1 丝为焊丝质量。可通过排解法进展送丝系统故障部位的排查。
图 1 送丝系统故障部位的划分
送丝系统故障位于焊枪段
拆下焊枪，按住点动送丝键，检查焊丝从枪缆出来的力度，假设送丝平稳、有力， 则说明枪缆、送丝机和外部送丝系统没有故障，焊枪存在故障，反之焊枪以上系统存在故障。
送丝系统故障位于枪缆段
待焊枪段送丝故障排解后，拆掉枪缆，按住点动送丝，检测焊丝从送丝机出来的力 度。假设送丝平稳、有力，则说明送丝机和外部送丝系统没有故障，枪缆存在故障。反之说明送丝机及以上系统存在故障。
送丝系统故障位于送丝机段或外部送丝管段
当焊枪、枪缆段故障排解后，拆下枪缆、翻开送丝压轮并用手拽动焊丝。假设焊丝
在拽动过程中平稳、轻松，则说明外部送丝系统没有故障，送丝机存在故障，反之
说明外部送丝管或焊丝段存在故障。
送丝系统故障位于焊丝段
假设外部送丝系统、送丝机、枪缆、焊枪段排查均无误后仍存在送丝不畅现象，则疑心为焊丝质量问题。焊丝质量问题最常见的表现形式为：送丝软管内焊粉较多、焊丝翘距过大、乱丝、镀层不均匀及焊接飞溅大等。
送丝系统故障的修复
送丝系统故障位于焊枪段的修复
当送丝系统故障部位位于焊枪段时，造成送丝不畅的主要缘由为导电嘴磨损或枪颈送丝软管堵塞。导电嘴是焊接最常用耗材，在高温及机器人高频摇摆的共同作用下很简洁磨损出沟槽，进而显著增大送丝阻力。此外，导电嘴磨损很简洁造成电弧偏吹、大颗粒飞溅粘连至导电嘴端部引起送丝不畅、严峻时会导致电嘴报废。枪颈导丝管应定期清理更换，枪颈导丝管两端用砂轮机打磨光滑，避开焊丝送出过程中划伤。假设焊枪发生严峻碰撞，且校正焊枪后枪颈送丝软管无法轻松更换时，应考虑更换焊枪。排查焊枪段送丝故障时，肯定要检查喷嘴是否堵塞失圆、导电嘴底座送气孔是否堵塞、绝缘环是否老化，由于这些因素会影响到焊接飞溅的大小。
送丝系统故障位于枪缆段的修复
当送丝系统故障位于枪缆段时，造成送丝不畅的主要因素为送丝软管长度、清洁度及枪缆弯曲角度。软管过长时会在枪缆内部产生弯曲，过短时会在枪缆内窜动。软管内径与焊丝直径应匹配。软管直径过小，焊丝与软管内壁接触面增大，送丝阻力增大，此时假设管内存在杂质，常常会造成焊丝在软管内卡死；软管内径过大，焊丝在软管内会呈波浪形推动，在推拉送丝过程中将增大送丝阻力。推举焊丝直径与软管内径匹配如表 1 所示[1]。
表 1 焊丝直径与软管内径匹配 ～ ～ ～ ～
枪缆的弯曲角度也是制约送丝系统阻力的关键，其多由编程人员编程时确定，因此编程人员在示教时除了要考虑焊接角度外还应考虑枪缆的折弯角度。编程细节对送丝性能的影响如图 2 所示。当顺时针焊接圆弧时，枪缆会缠绕在防碰撞上，折弯半径过小，机器人送丝阻力增大〔见图 2a〕；但假设在焊接圆弧前编程人员通过示教编程将枪缆绕至机器人手臂 5 轴上方，然后逆时针焊接，可有效避开枪缆折弯角度过小的焊接〔见图 2b〕。
图 2 编程细节对送丝性能的影响
平衡吊的起吊位置也是影响枪缆送丝稳定性的重要因素之一。假设平衡吊的起吊位置发生窜动，枪缆的弯曲角度及其随机器人移动时的姿势轨迹也会发生转变，进而导致送丝不畅。严峻时会消灭枪缆缠绕在伺服电机上，甚至会损坏送丝机的欧式中心接口及枪缆。因此，平衡吊的起吊位置应作相应标记，以便为后续修理或更换枪缆供给位置参考。
枪缆构造对送丝性能的影响见图 3。由于枪缆材质较软〔见图 3a〕，枪缆端部折弯半径过小导致送丝不畅，通过在枪缆端部缠绕胶皮护套〔见图 3b〕，增加枪缆局部刚度，可显著改善枪缆的送丝性能。
图 3 枪缆构造对送丝性能的影响
送丝系统故障位于送丝机段的修复
当送丝系统故障位于送丝机段时，造成送丝不畅的主要缘由为送丝导向管磨损、送丝轮〔送丝压轮〕磨损、加压杆压力不匹配等。送丝机构造简图如图 4 所示，送丝导向管、中心导向管和送丝套管接头应保持同心。由于使用过程中的操作不当， 送丝机的面板很简洁发生变形，此时送丝导向管与中心导向管会产生肯定的偏心， 偏心距越大焊丝与送丝导向管的磨损越严峻，焊丝送丝阻力越大。送丝滚轮一般由
45#钢、高碳工具钢或合金钢制成，经外表热处理后到达洛氏硬度 HRC45～50[2]。
滚轮一般都开有送丝的凹槽，对于材质较硬的焊丝，送丝轮开有张角约为 40°的
“V”形槽，较之无槽的平面滚轮送丝力提高了 10%～30%，并可保证焊丝在滚
轮中的固定位置和送丝方向。输送直径大于 2mm 的软质焊丝，可承受“U”形槽。不宜承受外表刻有滚花的送丝轮，由于送丝轮经热处理后，其硬度很高，焊丝通过 有刻花的送丝轮后，焊丝外表受到损害而呈锯齿状，不但增加了焊丝在软管中行进 的阻力，造成送丝不稳定，而且还会加速导电嘴的磨损。
图 4 送丝机构造简图
目前市场绝大多数送丝轮具有两种规格的送丝槽，操作者在保养设备时很简洁装反 送丝轮，当送丝槽的规格与焊丝尺寸不匹配时会造成送丝动力缺乏或焊丝划伤。加 压杆压力的调整以焊丝送出平稳有力且不消灭划伤为宜，在压紧压力杆前应确保焊 丝位于送丝轮沟槽中间，避开焊丝挤压变形。送丝机通过送丝齿轮的啮合输送焊丝， 在焊接中厚板过程中，平均送丝速度可达 12m/min。随着送丝齿轮的磨损，中心
孔轴的协作间隙增大，严峻时会消灭送丝速度不稳的现象，进而造成焊接弧长的变化。假设此时使用电弧追踪功能，机器人在进展计算与修正的过程中会将弧长变化误认为位置偏移，从而消灭偏焊、咬边等焊接缺陷。需要指出的是，送丝机中的送丝马达及编码器也属于易损配件，假设消灭送丝不稳故障时也应予以考虑。
送丝系统故障位于外部送丝管段的修复
当送丝系统故障位于外部送丝管段时，造成送丝不畅的主要缘由为外部送丝管折弯半径过小、内壁磨损或杂质积聚。目前焊接机器人外部送丝管多布置在坦克链内， 在坦克链拐角及送丝机端部常存在折弯半径较小的硬弯，且不易更换。笔者通过对外部送丝线路的重规划〔见图 5〕，避开其从坦克链内穿出，增大折弯半径，成功将送丝马达电流值由 A 降至 ～ A。
送丝系统故障位于焊丝段的修复图 5 外部送丝线路改善比照
焊丝的选用及其使用性能均有相应国家标准要求[3]，焊丝的化学成分及熔敷金属
力学性能稳定性的掌握不再是行业的技术瓶颈。焊丝直径、圆度、翘距、松弛直径、镀层均匀性、层绕才是影响机器人自动化焊接的关键。由于焊接机器人的送丝距离 较长，焊丝外表质量会严峻影响设备的送丝性能。哈尔滨工业大学孙强等人提出， 焊丝的送丝性能与焊丝外表平坦面所占比例亲热相关。LD/LT 及平坦面宽度偏离
率 KY 描述焊丝外表状态，结合送丝性能与外表状态的关系，提出评价焊丝送丝性能的判据：焊丝外表平坦面所占比例 LD/LT 处在合理范围 ～，且 KY 小于30%时送丝性能优良，大于 40%时送丝性能很差[4]。当焊丝直径波动超过或镀层不均匀时，会增大焊丝与送轮的磨损，造成焊丝外表划伤及焊丝镀层脱落，脱落的焊粉聚积在送丝管内部导致送丝阻力增大；当焊丝翘距大于 25mm 或松弛直径小于 380mm 时，说明焊丝剩余应力较大，焊丝送出过程中会加重耗材磨损，一旦耗材磨损出沟槽，焊丝的送丝阻力急剧增大。焊丝翘距小于 25mm、松弛直径大于 380mm，是国家标准对焊丝外表质量的根本要求[5]。依据笔者的使用阅历， 假设焊接机器人的送丝距离超过 10m，桶装焊丝的翘距应小于等于 10mm、松弛直径应大于 600mm，才能保证机器人连续稳定的送丝；假设层绕工艺掌握不佳，焊丝在送丝过程中很简洁消灭乱丝现象。伊萨焊丝对层绕有明确要求，当桶内层绕的焊丝有 3 根以上脱离绕层内径，且距离大于 20mm，则说明焊丝质量不合格。此外，对于焊接机器人用焊丝，焊丝的镀层应尽量选择干涂工艺，由于湿涂工艺形成的焊粉很简洁成泥状物堵塞在送丝软管内，且无法用压缩空气清理。
结论
送丝系统是焊接机器人的动脉，关乎产品的焊接质量和效率。从业者除了应具备分析及修理技巧外，还要做好设备的维护保养工作。日常保养过程中除了要清理送丝系统外，还应认真排查易损易耗件的磨损状况，准时修复设备的亚安康状态。只有保障设备的连续高效运转，才能提高产品质量、降低生产本钱。
参考文献：
【相关文献】
汪励，[M].北京：机械工业出版社，2025：133.
[M].北京：机械工业出版社，2025：396.
GB/T 2652-2025，焊缝及熔敷金属拉伸试验方法[S].
孙强，何实，陈佩寅，[J].焊接，2025〔9〕：37-39.
GB/T8110-2025，气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝[S].