焊接機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用

焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)的融合，焊接機(jī)器人能否在實際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)越性，取決于這幾方面技術(shù)的共同提高，而系統(tǒng)工程技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)和焊接技術(shù)的粘合劑。目前，焊接工藝正以驚人的發(fā)展速度成為工業(yè)生產(chǎn)中的主流工藝，而焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率是任何企業(yè)都不能忽視的問題，因而焊接機(jī)器人的廣泛應(yīng)用勢在必行。過去，由于國內(nèi)缺乏專業(yè)技術(shù)人才，對機(jī)器人的應(yīng)用缺乏深層次的開發(fā)和利用，使它的利用效率遠(yuǎn)沒有很好地體現(xiàn)出來。如今，這種狀況正在迅速地改變。工件在變位機(jī)上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調(diào)整變位機(jī)，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達(dá)到水平位置，同時要不斷調(diào)整機(jī)器人各軸的位置，合理的確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。

　機(jī)器人的特點

　　1.柔性

　　機(jī)器人是數(shù)控立體作業(yè)機(jī)床，具有六個自由度，不僅可以實現(xiàn)焊槍位置的可達(dá)性，還可以實現(xiàn)焊槍的角度變化。雖然它的精度不能與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，但對于焊接生產(chǎn)而言，機(jī)器人的重復(fù)定位精度已完成能夠勝任。

從經(jīng)營角度看，設(shè)備的購入與產(chǎn)出平衡對企業(yè)來說非常重要，加之市場的影響，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期相對縮短。如果采用焊接專機(jī)進(jìn)行焊接生產(chǎn)，在產(chǎn)品換型時，焊接專機(jī)很難快速地適應(yīng)產(chǎn)品的變化，從而阻礙了新產(chǎn)品的推出速度，這種延誤極有可能嚴(yán)重影響企業(yè)的快速發(fā)展。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接生產(chǎn)，企業(yè)只需編制一個新程序即可實現(xiàn)新產(chǎn)品的投產(chǎn)，可使企業(yè)在市場上搶得先機(jī)。人機(jī)對話是“指令”和“傳感”的交流，它的發(fā)展依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。

　2.人機(jī)對話

　　人機(jī)對話意味著自動化程度的提高，同時也給我們帶來了效率和效益。人機(jī)對話是“指令”和“傳感”的交流，它的發(fā)展依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。目前在焊接機(jī)器人工作站上，已經(jīng)有越來越多的各種傳感器得到使用，比如，借助電流檢出裝置，可以實現(xiàn)焊接過程的跟蹤；由于機(jī)器人控制柜采用數(shù)字控制，而焊接電源多為模擬控制，所以需要在焊接電源與控制柜之間加一個接口。利用視覺傳感器，可以實現(xiàn)焊縫位置的檢測。

焊接傳感器

焊接機(jī)器人由示教再現(xiàn)型向智能型發(fā)展， 增強(qiáng)其柔性和適應(yīng)性， 傳感器是必不可少的。對于自主焊接來說， 傳感器感知外部環(huán)境的變化通知機(jī)器人，機(jī)器人實時調(diào)整工作狀態(tài)， 以適應(yīng)環(huán)境的變化這一點對于焊接來說尤為重要。在實際焊接過程中， 焊接條件是經(jīng)常變化的， 如加工和裝配上的誤差會造成焊縫位置和尺寸的變化， 焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會造成焊道變形和熔透不均。為了克服機(jī)器人焊接過程中各種不確定性因素對焊接質(zhì)量的影響， 需提高機(jī)器人作業(yè)的智能化水平和工作的可靠性， 要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)空間焊縫的自動實時跟蹤， 而且還能實現(xiàn)焊接參數(shù)的在線檢測、 調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實時控制。目前， 應(yīng)用比較成熟的傳感器主要是焊縫跟蹤傳感器， 主要有電弧跟蹤和激光跟蹤兩大類， 分別如圖所示。編制程序一般不能一步到位，要在機(jī)器人焊接過程中不斷檢驗和修改，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會形成一個好程序。

電弧跟蹤傳感優(yōu)點是簡單， 不用附加另外的傳感裝置， 但它只適用于熔化極焊接場合。目前很多商用機(jī)器人已具有電弧跟蹤傳感功能。激光跟蹤傳感由于其優(yōu)越的性能， 已成為有前途、 發(fā)展快的焊接傳感器。由激光二極管發(fā)射的激光束入射到工件表面， 經(jīng)金屬表面反射， 由 CCD 攝像機(jī)接收成像?？梢钥吹?， 當(dāng)工件位置不同時， 激光光斑成像在 CCD 上的位置是不同的。如果已知激光入射角度， 通過圖像上的光斑位置， 就可以計算出工件上點的三維信息。除了這種點式激光光源， 目前更多的焊縫激光傳感器采用激光條紋作為光源。加拿大Servorobot 和英國 meta 公司已有商業(yè)化的產(chǎn)品出售。這類專業(yè)的激光焊縫跟蹤傳感器的售價一般在20 萬元以上， 比機(jī)器人本體還要昂貴。傳感結(jié)果通過數(shù)據(jù)接口傳輸給機(jī)器人控制， 由控制器發(fā)出指令對機(jī)器人的運(yùn)動進(jìn)行調(diào)整。（3）我國的焊接裝備水平、前后道工序設(shè)備的制造水平及系統(tǒng)集成能力與國外仍然存在很大差距，這直接制約了機(jī)器人在國內(nèi)其它行業(yè)的發(fā)展。

供電裝置

主電力電路由電阻焊變壓器、可控硅單元、主電力開關(guān)、焊接回路等組成。目前，我們采用的焊接設(shè)備是功率200kVA、次級輸出電壓20V的單相工頻交流電阻焊機(jī)。由于多種車型共線生產(chǎn)，焊鉗要焊接高強(qiáng)度鋼板和低碳鋼薄板，焊鉗槍臂要傳遞較大的機(jī)械力和焊接電流，因此焊鉗的強(qiáng)度、剛度、發(fā)熱要滿足一定要求，并且要具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，同時要求焊鉗采用通水冷卻，所以選擇焊鉗電極臂能夠承受400kg壓力的新型焊鉗。(4)飛濺過多可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長，可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來改變焊接參數(shù)，調(diào)節(jié)氣體配比儀來調(diào)整混合氣體比例，調(diào)整焊槍與工件的相對位置。

設(shè)備運(yùn)行及相關(guān)操作

1.按要求安裝好電加熱式CO2氣體減壓器

2.使用前必須先預(yù)熱5-10分鐘;

3.緩緩將氣瓶上的閥門打開(速度約5度/秒)，這時可觀察到壓力表的指針慢慢抬起，然后停在合適的刻度上。

4.閉合設(shè)備電氣箱空氣開關(guān)對設(shè)備上電，檢查電氣箱和機(jī)身是否漏電(發(fā)現(xiàn)漏電須排除后進(jìn)行下一步操作)。

5.檢查電氣箱側(cè)面指示燈是否正常，發(fā)現(xiàn)異常須排除后進(jìn)行下一步操作。