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原來焊接機器人在鋼結構焊接中就是這么干的
1. 概述
電力變壓器是輸變電系統(tǒng)中的關鍵設備,變壓器外殼——油箱承裝著整個器身并充滿變壓器油,焊縫強度及密封性是變壓器的兩個重要指標。
目前,在變壓器油箱制造行業(yè),雖然有的企業(yè)已經開始使用機器人,但總體仍是以手工焊接和仿形半自動焊接為主,自動化焊接還有很大的提升空間。與手工焊接相比,機器人焊接在穩(wěn)定和提高焊接質量,改善勞動條件,提高生產效率等方面存在著巨大優(yōu)勢。主要對多智能體的群體體系結構、相互間的通信與磋商機理,感知與學習方法,建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。因此,大力推廣應用焊接機器人,提高焊接自動化水平是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
焊接機器人構造及功能
下面就以我公司使用的德魯斯DRW3110F-40型焊接機器人(見圖1)為例,簡要介紹一下機器人的組成結構及主要功能。
為了實現(xiàn)自動化焊接,提高焊縫成形質量,焊接機器人還具備如下功能。
(1)示教功能?不同于軌道固定式機器人,移動式機器人坐標系的基準零點不固定,程序的創(chuàng)建和修改要通過示教器(見圖2)進行操作。
機器人有三種運動軌跡,分別為:點對點運動、直線運動、圓弧運動,針對不同的焊縫路徑選擇不同的運動軌跡。
(2)擺焊功能?為了增大焊縫寬度。提高焊接強度,手工焊接操作時常常沿著焊接方向以特定角度(形狀)周期性左右搖擺焊槍。除了這種點式激光光源,目前更多的焊縫激光傳感器采用激光條紋作為光源。焊接機器人同樣具備這一擺焊功能,并可以選擇正弦型擺焊、圓型擺焊、8字形擺焊、L形擺焊等多種擺焊模式,擺焊條件設置分為頻率、振幅、右停留時間、左停留時間、角度等幾個參數(shù)。
(3)焊縫跟蹤功能?電弧傳感器可周期性對焊接電流實施監(jiān)測,并與設定值進行比較,按照事先設定的增益、偏差等參數(shù)值,對焊槍上下和左右方向進行補償(見圖3)。由激光二極管發(fā)射的激光束入射到工件表面,經金屬表面反射,由CCD攝像機接收成像。這項功能在應對工件出現(xiàn)加工偏差或者受熱變形等情況時非常有效,能夠及時糾正焊縫跑偏或寬窄不一情況。
激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實現(xiàn),激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于10~10 W/cm為熱傳導焊,此時熔深淺、焊接速度慢;功率密度大于10~10 W/cm時,金屬表面受熱作用下凹成"孔穴",形成深熔焊,具有焊接速度快、深寬比大的特點。在這種情況下,開發(fā)開放式的機器人控制系統(tǒng)顯得非常迫切,同時開放式機器人控制器也是當前控制系統(tǒng)的主流和發(fā)展趨勢。
激光焊接技術廣泛被應運在汽車、輪船、飛機、高鐵等高精制造領域,給人們的生活質量帶來了重大提升,更是家電行業(yè)進入了精工時代。