焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與性能

焊接機(jī)器人是一種從事焊接(包括切割和噴涂)的工業(yè)機(jī)器人。為了適應(yīng)不同的用途，機(jī)器人后一個(gè)軸的機(jī)械接口，通常是一個(gè)連接法蘭，可以用不同的工具或末端執(zhí)行器連接。同時(shí)，它還具有柔性焊接的特點(diǎn)，即只要改變程序，就可以在同一條生產(chǎn)線上組裝焊接不同的模型。焊接機(jī)器人是在工業(yè)機(jī)器人的端部法蘭上安裝焊鉗或焊接(切割)槍?zhuān)员愫附?、切割或熱噴涂?/span>

焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜(硬件和軟件)組成。焊接設(shè)備以電弧焊和點(diǎn)焊為例，由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(電弧焊)、焊槍(夾具)等組成。鋁及鋁合金的焊接性在各個(gè)工業(yè)制造金屬中，鋁的性質(zhì)特點(diǎn)和常見(jiàn)金屬相比大不相同，因此其本身或合金的焊接工藝特點(diǎn)在一定程度上與其他常見(jiàn)的金屬存在本質(zhì)的區(qū)別。對(duì)于智能機(jī)器人，應(yīng)具有傳感器系統(tǒng)，如激光或攝像機(jī)傳感器及其控制裝置。

世界上生產(chǎn)的焊接機(jī)器人基本上都是關(guān)節(jié)機(jī)器人，其中大部分都有六個(gè)軸。其中，軸1、軸2、軸3可以將末端刀具送至不同的空間位置，軸4、軸5、軸6可以解決刀具姿態(tài)的不同要求。3、框架式自動(dòng)焊接機(jī)器人的鏈條是一個(gè)易損件，每年至少要拆檢一次，并實(shí)時(shí)處罰。焊接機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有兩種：一種是平行四邊形結(jié)構(gòu)，另一種是側(cè)擺結(jié)構(gòu)。

上述兩種機(jī)器人的軸都是旋轉(zhuǎn)的，所以用伺服電機(jī)通過(guò)擺線針輪減速器(1-3軸)和諧波減速器(1-6軸)驅(qū)動(dòng)。在20世紀(jì)80年代中期以前，直流伺服電機(jī)被用于電動(dòng)機(jī)器人。自20世紀(jì)80年代末以來(lái)，交流伺服電機(jī)已在許多國(guó)家得到應(yīng)用。由于交流電機(jī)沒(méi)有碳刷，具有良好的動(dòng)態(tài)特性，新型機(jī)器人不僅事故率低，而且免維護(hù)時(shí)間大幅度增加，升(降)速快。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(shuō)的變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。一些重量小于16KG的新型輕型機(jī)器人在刀具中心點(diǎn)(TCP)的大移動(dòng)速度超過(guò)3m/s，定位準(zhǔn)確，振動(dòng)小。同時(shí)，機(jī)器人控制柜還采用32位微型計(jì)算機(jī)和新算法，使其具有自尋優(yōu)路徑的功能。

這些焊接機(jī)器人有什么常見(jiàn)問(wèn)題嗎

機(jī)器人焊接采用氦-混合氣體保護(hù)焊。焊接過(guò)程中的焊接缺陷一般包括焊接偏差、咬邊、氣孔

(1) 焊接偏差可能是由于焊接位置不正確或找焊槍時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題造成的。此時(shí)需要考慮焊槍中心點(diǎn)位置是否準(zhǔn)確，并進(jìn)行調(diào)整。如果這種情況經(jīng)常發(fā)生，則有必要檢查機(jī)器人各軸的零位并重新校準(zhǔn)以進(jìn)行校正。

(2) 咬邊可能是由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、焊槍角度或位置不正確造成的。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整功率，可以改變焊接參數(shù)、焊槍姿態(tài)以及焊槍與工件的相對(duì)位置。

(3) 如有氣孔，可能是由于氣體保護(hù)不好，工件底漆太厚或保護(hù)氣體干燥不足，可作相應(yīng)調(diào)整。

(4) 飛濺過(guò)大可能是由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、氣體成分原因或焊絲延伸長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)所致。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整功率，可以改變焊接參數(shù)，通過(guò)調(diào)整氣體比例混合器來(lái)調(diào)整混合氣體的比例，調(diào)整焊槍與工件的相對(duì)位置。

(5) 冷卻后在焊縫的末端形成一個(gè)坑。在編程時(shí)，可以在工作步驟中加入彈坑功能來(lái)填充彈坑。

(1) 有人。可能是由于工件裝配偏差或焊槍TCP不準(zhǔn)確所致。檢查焊槍的裝配或TCP是否正確。

(2) 電弧失效時(shí)，不允許引弧?？赡苁怯捎诤附z不與工件接觸或工藝參數(shù)太小，可以手動(dòng)送絲，可以調(diào)整焊槍與焊縫的距離，也可以適當(dāng)調(diào)整工藝參數(shù)。

(3) 保護(hù)氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警。如果冷卻水或保護(hù)氣體供應(yīng)出現(xiàn)故障，檢查冷卻水或保護(hù)氣體管道。

焊接機(jī)器人電弧的靜特性與哪些因素有關(guān)

焊接機(jī)器人是利用產(chǎn)生的電弧對(duì)材料施加作用，從而達(dá)到焊接的目的，電弧在焊接過(guò)程中也會(huì)表現(xiàn)出不同的性能，靜特性是其中之一。事實(shí)上，焊接機(jī)器人電弧的靜特性還是與很多因素有關(guān)的，如果能充分掌握這一點(diǎn)，也有助于理解電弧變化的原因。

焊接機(jī)器人焊接作業(yè)中，一旦電極材料、氣體介質(zhì)以及弧長(zhǎng)等方面都能保持一定的情況下，只要焊接機(jī)器人的電弧能穩(wěn)定燃燒，焊接電流和電弧電壓會(huì)呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化。

由此可知，電極材料、氣體介質(zhì)、電弧長(zhǎng)度等都與焊接機(jī)器人電弧的靜特息相關(guān)，在周?chē)鷼怏w介質(zhì)壓力的影響下，如果其他參數(shù)不變的話(huà)，電弧壓力會(huì)因介質(zhì)壓力的變化而變化。

所謂的電弧長(zhǎng)度變化，只要還是指焊接機(jī)器人弧柱長(zhǎng)度的變化，與此同時(shí)，陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)的長(zhǎng)度的變化并不顯著。那么一旦整個(gè)弧柱的壓降增加，電弧的靜特性位置也會(huì)隨之提高。即當(dāng)電流一定時(shí)，電弧長(zhǎng)度增加，電弧電壓將隨之增加。

由于氣體種類(lèi)的不同，將會(huì)導(dǎo)致氣體的電離能和熱物理性能也不同，對(duì)于會(huì)對(duì)電弧電壓到了差異化影響。一般情況下，導(dǎo)熱系數(shù)大的氣體對(duì)電弧的冷卻作用會(huì)更強(qiáng)一些，所以這時(shí)候焊接機(jī)器人的電弧電壓是升高的。

焊接機(jī)器人熔池溫度過(guò)高如何降溫

1、角度

焊條角度，焊條與焊接方向的夾角在90度時(shí)，電弧集中，熔池溫度高，夾角小，電弧分散，熔池溫度較低，如12mm平焊封底層，焊條角度：50-70度，使熔池溫度有所下降，避免了背面產(chǎn)生焊瘤或起高。又如，在12mm板立焊封底層換焊條后，接頭時(shí)采用90-95度的焊條角度，使熔池溫度迅速提高，熔孔能夠順利打開(kāi)，背面成形較平整，有效地控制了接頭點(diǎn)內(nèi)凹的現(xiàn)象。其次，對(duì)于負(fù)責(zé)焊接機(jī)器人系統(tǒng)集成的人員、系統(tǒng)安全設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造人員必須理解掌握安全護(hù)欄以及安全設(shè)備的，有必要通讀手冊(cè)了解出現(xiàn)緊急情況時(shí)需采取的正確操作和措施。

2、時(shí)間

控制系統(tǒng)電弧燃燒時(shí)間，φ57×3.5管子的水平固定和垂直固定焊的實(shí)習(xí)教學(xué)中，采用斷弧法施焊，封底層焊接時(shí)，斷弧的頻率和電弧燃燒時(shí)間直接影響著熔池溫度，由于管壁較薄，電弧熱量的承受能力有限，如果放慢斷弧頻率來(lái)降低熔池溫度，易產(chǎn)生縮孔，所以，只能用電弧燃燒時(shí)間來(lái)控制熔池溫度，如果熔池溫度過(guò)高，熔孔較大時(shí)，可減少電弧燃燒時(shí)間，使熔池溫度降低，這時(shí)，熔孔變小，管子內(nèi)部成形高度適中，避免管子內(nèi)部焊縫超高或產(chǎn)生焊瘤。這種矮小的點(diǎn)焊機(jī)器人還可以與較高的機(jī)器人組裝在一起，共同對(duì)車(chē)體上部進(jìn)行加工，從而縮短了整個(gè)焊接生產(chǎn)線長(zhǎng)度。

3、直徑 　

焊接電流與焊條直徑：根據(jù)焊縫空間位置、焊接層次來(lái)選用焊接電流和焊條直徑，開(kāi)焊時(shí)，選用的焊接電流和焊條直徑較大，立、橫仰位較小。如12mm平板對(duì)接平焊的封底層選用φ3.2mm的焊條，焊接電流：80-85A，填充，蓋面層選用φ4.0mm的焊條，焊接電流：165-175A，合理選擇焊接電流與焊條直徑，易于控制熔池溫度，是焊縫成形的基礎(chǔ)。采用機(jī)器人焊接時(shí)對(duì)于每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的，質(zhì)量受人的因素影響較小,降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求，因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的。

4、方法

運(yùn)條方法，圓圈形運(yùn)條熔池溫度高于月牙形運(yùn)條溫度，月牙形運(yùn)條溫度又高于鋸齒形運(yùn)條的熔池溫度，在12mm平焊封底層，采用鋸齒形運(yùn)條，并且用擺動(dòng)的幅度和在坡口兩側(cè)的停頓，有效的控制了熔池溫度，使熔孔大小基本一致