文档介绍：第二章焊接机器人
焊接机器人最早只在点焊中得到应用,80年初,随着计算机技术、传感器技术的发展,弧焊机器人逐渐得到普及,特别是近十几年来由于世界范围内经济的高速发展,市场的激烈竞争使那些用于中、大批量生产的焊接自动化专机已不能适应小规模、多品种的生产模式逐渐被具有柔性的焊接机器人代替,焊接机器人得到了巨大的发展,焊接已成为工业机器人应用最大的领域之一,焊接机器人在汽车、摩托车、工程机械等领域都得到了广泛的应用。目前世界拥有的80余万台工业机器人中,用于焊接的机器人可达40%以上。
熔化极:
l CO2气体保护焊
l 熔化极活性气体保护焊(MAG)
l 熔化极惰性气体保护焊(MIG)
非熔化极:
l钨极惰性气体保护焊
l等离子弧焊接与切割
l激光焊接与切割
钎焊
火焰切割
点焊
在上面的焊接方法中,90%以上的机器人用于熔化极气体保护焊和点焊,进年来随着激光焊接与切割设备价格的降低,机器人在激光焊接与切割领域的应用数量在逐年增加。
机器人焊接的特点
A. 自动焊接
(1) 焊枪不会振动,焊接速度不会改变,能得到均匀、漂亮的焊缝。
(2) 操作人员能远离噪音或高温区进行行业。
(3) 由于焊接条件是恒定的,所以能提高焊接质量。
B. 焊接条件具有重复性
(1) 不管什么时候,谁来作业或在什么地方都能焊接成相同的产品。
(2) 在机器人上编制焊接工人所掌握的焊接条件之后,即便是新手也能进行高质量的焊接。
(3) 能重复使用曾经用过的焊接条件,(而在半自动焊接时,由于经常要调整遥控盒上的旋钮,所以缺乏重复性)。
C. 降低生产成本
(1) 能缩短生产节拍,所以能提高产量。
(2) 使用临时工就能完成焊接作业,所以减少了人工费用。
(3) 不浪费焊接材料,能节约消耗品。
D. 使用机器人带来的效益
(1) 生产节拍明确,容易进行生产管理。
(2) 能实现无人运行,机器人不会发牢骚。
(3) 能提高企业的形象。
机器人是由计算机控制的、具有高度柔性的可编程自动化装置,因此利用机器人焊接具有以下特点:
(1)机器人能适应产品多样化,有柔性,在一条生产线上可以混流生产若干种类型产品。同时对于生产量的变动和型号的更改,能迅速的改进生产线的编组更替,这是专用的自动化生产线不能比拟的,能发挥投资的长期效果。
(2)使用机器人焊接,可提高产品质量。为了使焊接作业机器人化,需要改变装配方法和加工工序,所以要提高诸如供给设备的零件、夹具、搬运工具等的精度,这些关系到产品的精度和焊接质量的提高,机器人化的结果,可得到稳定的高质量产品。
(3)使用机器人焊接可提高生产率。机器人的作业效率,不随作业者变动,可以稳定生产计划,从而提高生产率。
A. 必须进行示教作业(注1)
· 在机器人进行自动焊接前,操作人员必须示教机器人焊枪的轨迹和设定焊接条件等。
· 由于必须示教,所以机器人不面向多品种少量生产的产品焊接(注2)
B. 必须确保工件的精度(注3)
· 机器人没有眼睛,只能重复相同的动作。
· 机器人轨迹精度为±,以此精度重复相同的动作。
· 焊接偏差大于焊丝半径时,有可能焊接不好,所以工件精度应保持在焊丝半径之内。
C. 焊接条件的设定取决于示教作业人员的技术水平
· 操作人员进行示教时必须输入焊接程序,焊枪姿态和角度,电流、电压、速度等焊接条件。
· 示教操作人员必须充分掌握焊接知识和焊接技巧。
D. 必须充分注意安全
· 机器人是一种高速的运动设备,在其进行自动运行时绝对不允许人靠近机器人(必须设置安全护栏)。
· 操作人员必须接受劳动安全方面的专门教育,否则不准操作。
在弧焊作业中,要求焊枪跟踪工件焊道运动,并不断填充金属形成焊缝,因此运动过程中速度的稳定性和轨道精度是两项重要的指标。一般情况下,焊接速度可取5~50mm/s,轨道精度可取±0·2~0·5mm。由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定的影响,因此希望在根踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大,还有其它一些性能要求,如摆动功能、焊接传感器(起始点检测、焊缝跟踪)的接口功能、焊枪防碰功能等。
焊接规范的设定。起弧、收弧参数。
摆动功能。摆动频率、摆幅、摆动类型的设定。
焊接传感器。起始点检测、焊缝跟踪传感器的接口功能。
焊枪防碰功能。当焊枪受到不正常的阻力时,机器人停机,避免操作者和工具受到损坏。
多层焊功能。应用该功能可以在第一层焊接示教完成后,实现其余各层的自动编程。