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焊接機(jī)器人的常見故障、解決措施及編程技巧

焊接機(jī)器人概念




焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人,它主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。




其中,機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成;而焊接裝備,以弧焊及點(diǎn)焊為例,則由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機(jī)器人,還應(yīng)配有傳感系統(tǒng),如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。




點(diǎn)焊機(jī)器人的特點(diǎn)




由于采用了一體化焊鉗,焊接變壓器裝在焊鉗后面,所以點(diǎn)焊機(jī)器人的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,工業(yè)上已經(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(jìn)行二次整流,用直流電焊接,焊接參數(shù)由定時(shí)器調(diào)節(jié)。




目前,新型定時(shí)器已經(jīng)微機(jī)化,因此機(jī)器人控制柜可以直接控制定時(shí)器,無需另配接口。點(diǎn)焊機(jī)器人的焊鉗,用電伺服點(diǎn)焊鉗,焊鉗的張開和閉合由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),碼盤反饋,使焊鉗的張開度可以根據(jù)實(shí)際需要任意選定并預(yù)置,而且電極間的壓緊力也可以無級調(diào)節(jié)。




電伺服點(diǎn)焊鉗具有如下優(yōu)點(diǎn):




每個(gè)焊點(diǎn)的焊接周期可大幅度降低,因?yàn)楹搞Q的張開程度是由機(jī)器人準(zhǔn)確控制的,機(jī)器人在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)過程,焊鉗即可以開始閉合;而焊完一點(diǎn)后,焊鉗一邊張開,機(jī)器人即可以一邊位移,不必等機(jī)器人到位后,焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機(jī)器人再移動(dòng)。




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,可盡可能減少張開度,以節(jié)省焊鉗開度,節(jié)省焊鉗開合所占的時(shí)間。




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



弧焊機(jī)器人的特點(diǎn)




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,在這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)插入相應(yīng)的接口板,所以弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。




應(yīng)該指出的是,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。




送絲機(jī)構(gòu)可以裝在機(jī)器人的上臂上,也可以放在機(jī)器人之外,前者焊槍到送絲機(jī)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(dāng)機(jī)器人把焊槍送到某些位置,使軟管處于多彎曲狀態(tài),會(huì)嚴(yán)重影響送絲的質(zhì)量,所以送絲機(jī)的安裝方式一定要考慮保障送絲穩(wěn)定性的問題。



焊接機(jī)器人應(yīng)用中存在的問題和解決措施




出現(xiàn)焊偏問題:可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時(shí)出現(xiàn)問題。


這時(shí),要考慮TCP(焊槍中心點(diǎn)位置)是否準(zhǔn)確,并加以調(diào)整。如果頻繁出現(xiàn)這種情況即要檢查一下機(jī)器人各軸的零位置,重新校零予以修正。




出現(xiàn)咬邊問題:可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、焊槍角度或焊槍位置不對,可適當(dāng)調(diào)整。




出現(xiàn)氣孔問題:可能為氣體保護(hù)差、工件的底漆太厚或者保護(hù)氣不夠干燥,進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整即可以處理。




飛濺過多問題: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)整機(jī)器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。




焊縫結(jié)尾處冷卻后形成一弧坑問題:可編程時(shí)在工作步中添加埋弧坑功能,可以將其填滿。



在焊接過程中,機(jī)器人系統(tǒng)常見的故障




發(fā)生撞槍:可能是由于工件組裝發(fā)生偏差或焊槍的TCP不準(zhǔn)確,可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。




出現(xiàn)電弧故障,不能引?。嚎赡苁怯捎诤附z沒有接觸到工件或工藝參數(shù)太小,可手動(dòng)送絲,調(diào)整焊槍與焊縫的距離,或者適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。




保護(hù)氣監(jiān)控報(bào)警:冷卻水或保護(hù)氣供給存有故障,檢查冷卻水或保護(hù)氣管路。



焊接機(jī)器人的編程技巧




選擇合理的焊接順序,以減小焊接變形、焊槍行走路徑長度來制定焊接順序。




焊槍空間過渡要求移動(dòng)軌跡較短、平滑、安全。




優(yōu)化焊接參數(shù),為了獲得很佳的焊接參數(shù),制作工作試件進(jìn)行焊接試驗(yàn)和工藝評


定。




采用合理的變位機(jī)位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對接頭的位置。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,即要求編程時(shí)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(shí),要不斷調(diào)整機(jī)器人各軸位置,合理地確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置確定之后,焊槍相對接頭的位置必須通過編程者的雙眼觀察,難度較大。這即要求編程者善于總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)。




及時(shí)插入清槍程序,編寫一定長度的焊接程序后,應(yīng)及時(shí)插入清槍程序,可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導(dǎo)電嘴,保障焊槍的清潔,提高噴嘴的壽命,確保可靠引弧、減少焊接飛濺。




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(yàn)和修改程序,調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等,才會(huì)形成一個(gè)好程序。



隨著優(yōu)良制造技術(shù)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品制造的自動(dòng)化、柔性化與智能化已成為必然趨勢。目前,采用機(jī)器人焊接已成為焊接自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。焊接機(jī)器人由于具有通用性強(qiáng)、工作可靠的優(yōu)點(diǎn),受到了人們越來越多的重視。




焊接機(jī)器人運(yùn)行成本及管理




進(jìn)口機(jī)器人配件價(jià)格較高,應(yīng)努力從各方面降低運(yùn)用成本。潤滑油可以在國內(nèi)尋找性能、效用相同的低價(jià)替代品。焊接過程加強(qiáng)維護(hù),提高易耗件如噴嘴、導(dǎo)電嘴等的使用壽命。另外,對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù),可以有效提高元器件的使用壽命。




高素質(zhì)的管理人員、技術(shù)人員和操作人員是機(jī)器人充分發(fā)揮效率的必要條件。一個(gè)企業(yè)焊接機(jī)器人使用的好壞,很大程度在于人,因此要保障有一支穩(wěn)定的工作隊(duì)伍。

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