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箱體焊接機(jī)器人工作站由弧焊機(jī)器人、焊接電源、焊槍送絲機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)雙工位變位機(jī)、工裝夾具和控制系統(tǒng)組成。該工作站適用于各式箱體類工件的焊接,在同一工作站內(nèi)通過使用不停的夾具可實(shí)現(xiàn)多品種的箱體自動(dòng)焊接,焊接的相對位置高。由于采用雙工位變位機(jī),焊接的同時(shí),其他工位可拆裝工件,極大的提高了焊接效率。焊接機(jī)器人按結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系來分1)直角坐標(biāo)型這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和控制方案與機(jī)床類似,其到達(dá)空間位置的三個(gè)運(yùn)動(dòng)(x、y、z)是由直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成,這種形式的機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)模型簡單,各軸線位移分辨率在操作容積內(nèi)任一點(diǎn)上均為恒定,控制精度容易提高。由于采用了MIG脈沖過渡或CMT冷金屬過渡焊接工藝方式進(jìn)行焊接,使焊接過程中熱輸入量大大減少,保證產(chǎn)品焊接后不變形,通過調(diào)整焊接規(guī)范和機(jī)器人焊接姿態(tài),保證產(chǎn)品焊縫質(zhì)量好,焊縫美觀,特別對于密封性要求高的不銹鋼氣室,焊接后保證氣室氣體不泄露。通過設(shè)置控制系統(tǒng)中的品種選擇參數(shù)并更換工作夾具,可實(shí)現(xiàn)多個(gè)品種箱體的自動(dòng)焊接。
國內(nèi)生產(chǎn)的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件,主要構(gòu)件采用沖壓焊接,板厚平均為1.5~4mm,焊接主要以搭接、角接接頭形式為主,焊接質(zhì)量要求相當(dāng)高,其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應(yīng)用機(jī)器人焊接后,大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量,并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了勞動(dòng)環(huán)境。建議操作者在每班交接時(shí)仔細(xì)檢查設(shè)備完好狀況,記錄`好各班設(shè)備運(yùn)行情況。
弧焊過程比點(diǎn)焊過程要復(fù)雜得多,工具中心點(diǎn)(TCP),也就是焊絲端頭的運(yùn)動(dòng)軌跡、焊槍姿態(tài)、焊接參數(shù)都要求準(zhǔn)確控制。所以,弧焊用機(jī)器人除了前面所述的一般功能外,還必須具備一些適合弧焊要求的功能。雖然從理論上講,有5個(gè)軸的機(jī)器人就可以用于電弧焊,但是對復(fù)雜形狀的焊縫,用5個(gè)軸的機(jī)器人會(huì)有困難。其中,1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置,而4、5、6軸解決工具姿態(tài)的不同要求。因此,除非焊縫比較簡單,否則應(yīng)盡量選用6軸機(jī)器人。
弧焊機(jī)器人多采用氣體保護(hù)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(jī)器人上作電弧焊。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(gè)接口。近年來,國外機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設(shè)備,這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)播人相應(yīng)的接口板、所以在圖1a中的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。也可以是同時(shí)運(yùn)動(dòng),即變位機(jī)一邊變位,機(jī)器人一邊焊接,也就是常說的變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)該指出,在弧焊機(jī)器人工作周期中電弧時(shí)間所占的比例較大,因此在選擇焊接電源時(shí),一般應(yīng)按持續(xù)率100,%來確定電源的容量。