焊接机器人在焊接中应用.docVIP

焊接机器人在机座焊接中的应用分析 永济电机厂金属结构分厂　黄晓云 摘要：介绍了焊接机器人的工作原理及在生产中的应用，分析了其在生产应用中的主要疑难问题，并提出了一些具体解决方案。 关键词：IGM焊接机器人焊接机器人工件编程　焊接焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响，改善工人的劳动条件，引进了奥地利IGM焊接机器人，用于焊接生产1　焊接机器人系统简介1.1 IGM焊接机器人系统??? 　IGM焊接机器人系统由机器人本体、控制系统、变位机、示教器、、跟踪系统、焊接系统和应用软件等组成控制系统能够控制机器人6轴、三维龙门机架x?，y，z?轴及变位机轴，能扩展2个外部轴。机器人本体采用6轴肘节式结构。作为人机交换界面的示教器和远程控制盒用来进行机器人控制。跟踪系统可实现对V形、单V型、角焊缝、塞焊缝等多种形式焊缝的跟踪。焊接系统采用Fronius?TPS5000全数字化控制的逆变焊接电源。??? 压型机座的焊接在L型变位机上用专用的工装来完成机座的固定和焊接定位，机座是由换向器室、磁体、后端板、吊挂、吊耳等组焊成，组装完后要对所有的对接焊缝进行船形焊接。 焊机器人是严格按照操作人员编制的示教程序来完成动作轨迹的根据焊缝坡口深度和宽度确定焊道排列方式及焊接层数1~1.5mm，坡口精度差，铆工装配后部件尺寸误差达到3~4 mm。机器人焊接时，焊缝跟踪效果受到很大影响，出现坡口不能填平、角焊缝咬边等焊接缺陷，同时由于机座结构复杂，止口小，机器手摆动自由度小，造成机座内部的有些焊缝无法施焊，且空间相交焊缝对接处无法连续焊接，造成接头处需人工补焊来完成。 压型机座结构复杂、机械手的摆自由度小，编程时长，对编程技能要求较高。2.2 用于磁体的焊接 磁体由热压成型后的两个槽形件拼焊而成（如图一）。机器人要完成四道双V坡口的焊接。 　 图一　　　　　　　　　　　　　　　　　图二 （1）分析配件结构，确定工件编程：与机座相比，结构简单、焊缝形状单一，但槽形件是热压成型件，由于诸多因素影响，槽形件的主极面A与坡口的距离保证不了等距 ，工件焊接定位不精确，为了能实现机器人自动批量生产，利用系统的寻找原理对工件编程； 寻踪定位 可以把部分步点程序作为一个整体在空间内做三维平移和旋转。如果工件定位不精确，利用喷嘴寻找工件，即可得出焊缝的位置变化量，从而程序中的对应部分做相应数量的平移（这样一来就保证了焊接的准确性）。寻找路径是从寻找开始点起，沿着寻找开始点 至编程目标点方向，直到和工件接触的那部分。平移量是指编程目标点和接触点间的距离。为提高精度，第一寻找路径要和工件表面垂直，寻找路径之间要两两垂直。 依据寻找原理制作工装（如图二的件2），用工装从坡口处确定被寻找的平面（如图二的件1）来给工件编程，克服定位不精确问题。 （2）确定磁体组装尺寸，保证焊接质量：槽形件加工后有4mm的钝边，为保证磁体焊接后完全熔透，组装时槽形件间留2-3mm间隙，并留焊接变形量，主极组装时比理论尺寸大2-2.5mm。 （3）焊后检验：焊缝外观成形美观；对焊缝进行探伤检查，焊缝质量达到GB11345-1989中Ⅰ级。 （4）与人工焊接相比：合格率由人工焊接80%提升到100%。但机器人焊接时必须在起点和结束点加辅助板以便于起弧和收弧，不加辅助板必须由人工补焊。 2.3用于隔爆电机机座焊接 　　矿用隔爆水冷电机对水路密封焊缝的焊接质量要求很高，对筒体与法兰的焊接采用了机器人的焊接。 （1）焊接工艺的确定 根据矿用隔爆水冷电机对焊缝性能和对水路的要求，我们选用焊接方法为脉冲MAG气体保护焊（减少焊接飞溅），φ1.2mm ER50-6焊丝焊接材料。 根据产品设计结构对不同焊接坡口作试板试验焊接，确定焊接规范如表一： 表一　　焊接规范 层数 电流（A） 电压（V） 焊接速度（cm/min） 摆高 摆宽 试件一 根层 240 27.8 30 无 覆盖层 260 29.3 25 1.5 7.5 试件二 根层 210 26 48 1.0 1.5 第一覆盖层 250 28.3 30 1.0 5.0 第二覆盖层 260 27.5 16 -0.4 16 试件三 覆盖层 275 28.4 25 1.6 1.6 (2)焊前准备 a、将准备施焊的内筒体组按图纸要求组装好。 b、将焊缝清洗干净，无油污、铁锈、焊渣、割渣等杂物同时对点焊部位进行打磨，避免因定位焊残留的渣壳或气孔从而避免电弧的不稳甚至飞溅的产生 　　 　　　　　　　　　　　　　　　图三 d、给工件编程：如图三所示施焊配件焊缝为圆弧，工件编程时根据坡口形状及试板试验，采用圆编程及圆加摆动编程。工件在变位机上固定之后，若焊缝不是理想的位置与角度，就要求编程时不断调