管道焊接機器人發(fā)展歷史

管與管之間相交產(chǎn)生的相貫線焊縫在工業(yè)中非常常見。在20世紀，國內(nèi)外工廠大多采用手工的方式來完成焊接。由于相貫線焊縫是復(fù)雜的空間軌跡，并且焊接的生產(chǎn)周期一般較長，所以很難保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性。另外，在大型的厚壁容器在焊接的過程中，一般需要對待焊管體進行預(yù)熱工作，并且預(yù)熱溫度一般較高，使得工作環(huán)境比較惡劣。自20世紀末期開始，國內(nèi)外開始研究相貫線焊縫的自動焊接技術(shù)，并且有了一定的成果。1996年日本慶應(yīng)大學(xué)研制出了管道焊接自主移動機器人它能夠沿管道移動，在焊前利用CCD相機采集信息，自動尋找焊縫位置，然后讓通過幾個軸的配合實現(xiàn)全位置焊接，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-6所示?，F(xiàn)在焊接市場上自動焊接設(shè)備的銷量越來越高，焊接機器人等自動焊接設(shè)備的應(yīng)用促進了焊接行業(yè)的進步。該焊接機器人設(shè)計較為繁瑣，在實際應(yīng)用中適應(yīng)性不強。

焊接機器人的故障分析原則

焊接機器人的故障分析一般采用故障樹分析法，將系統(tǒng)故障原則從頂層總體到下層細分，逐個排查，找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，通過對于多個故障的分析實現(xiàn)解決問題的目的。故障樹分析法是把系統(tǒng)不希望發(fā)生的失效狀態(tài)作為頂事件，分析歸納出所有可能導(dǎo)致頂事件的中間事件，再找出所有可能導(dǎo)致這些中間故障事件的直接原因，以此逐層推導(dǎo)，一直找到所有可能引起部件發(fā)生故障的底事件，并運用對應(yīng)的邏輯門和符號把頂事件、中間事件及底事件串聯(lián)起來，形成一幅由上到下的樹狀邏輯關(guān)系圖，即故障樹。焊接機器人廠家也以故障樹分析法為基本方法，在此基礎(chǔ)稍作改進，通過熟悉系統(tǒng)、調(diào)查事故、確定頂事件、分析原因、繪制事故樹、定性分析、計算頂事件概率、定量分析，結(jié)合模糊分析方法對焊接機器人故障進行具體分析。自動焊接設(shè)備能夠有效地實現(xiàn)焊接過程全自動化，與手弧焊相比，焊接效率是其34倍，可以獲得多達36種焊槍擺動波形，有效控制全位置狀態(tài)下的焊接熔池，通過柔性焊接制造技術(shù)和先進計算機控制技術(shù)來自動化焊接復(fù)雜空間曲面焊縫。

點焊機器人的焊接裝備

點焊機器人的焊接裝備，由于采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以變壓器必須盡量小型化。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對于容量較大的變壓器，已經(jīng)開始采用逆變技術(shù)把50Hz工頻交流變?yōu)?00~700Hz交流，使變壓器的體積減少、減輕。變壓后可以直接用600~700Hz交流電焊接，也可以再進行二次整流，用直流電焊接。焊接參數(shù)由定時器調(diào)節(jié)。新型定時器已經(jīng)微機化，因此機器人控制柜可以直接控制定時器，無需另配接口。點焊機器人的焊鉗，通常用氣動的焊鉗，氣動焊鉗兩個電極之間的開口度一般只有兩級沖程。而且電極壓力一旦調(diào)定后是不能隨意變化的。近年來出現(xiàn)一種新的電伺服點焊鉗，如圖4所示。焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅(qū)動，碼盤反饋，使這種焊鉗的張開度可以根據(jù)實際需要任意選定并預(yù)置。下面焊接機器人廠家就焊接機器人的激光/電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)為大家介紹一下。而且電極間的壓緊力也可以無級調(diào)節(jié)。這種新的電伺服點焊鉗具有如下優(yōu)點:

1)每個焊點的焊接周期可大幅度降低，因為焊鉗的張開程度是由機器人控制的，機器人在點與點之間的移動過程、焊鉗就可以開始閉合;而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動;

2)焊鉗張開度可以根據(jù)工件的情況任意調(diào)整，只要不發(fā)生碰撞或干涉盡可能減少張開度，以節(jié)省焊鉗開度，以節(jié)省焊鉗開合所占的時間。

3)焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可以調(diào)節(jié)，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合，減少撞擊變形和噪聲。

送絲機的安裝

送絲機構(gòu)可以裝在機器人的上臂上，也可以放在機器人之外，前者焊槍到送絲機之間的軟管較短，有利于保持送絲的穩(wěn)定性，而后者軟管校長，當機器人把焊槍送到某些位置，使軟管處于多彎曲狀態(tài)，會嚴重影響送絲的質(zhì)量。所以送絲機的安裝方式一定要考慮保證送絲穩(wěn)定性的問題。送絲機構(gòu)可以裝在機器人的上臂上，也可以放在機器人之外，前者焊槍到送絲機之間的軟管較短，有利于保持送絲的穩(wěn)定性，而后者軟管校長，當機器人把焊槍送到某些位置，使軟管處于多彎曲狀態(tài)，會嚴重影響送絲的質(zhì)量。所以送絲機的安裝方式一定要考慮保證送絲穩(wěn)定性的問題。而微型計算機由輸入輸出接口、輸入設(shè)備、顯示器、鍵盤、主機等組成。