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焊接機(jī)器人在提高生產(chǎn)效率方面的應(yīng)用
?。?)提,確保高速焊接
企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)器人意味著追求、高焊接質(zhì)量,因此各機(jī)器人廠家都在焊接速度上尋求突破,而機(jī)器人在軌跡控制上的是高速焊接的可靠保證。
MOTOMAN機(jī)器人在新一代控制器NX100中,應(yīng)用ARM(AdvancedRobotMotion)控制技術(shù)將各軸的慣性矩、重力矩、機(jī)器人安裝位置等因素納入運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算,大大提高了運(yùn)動(dòng)軌跡的精度。焊縫搜索是利用一次或多次搜索定位焊縫,在焊接前平移機(jī)器人的編程路徑,確保焊縫地熔敷在接頭上的過(guò)程。如,在焊接工作站中,我們會(huì)遇到各種機(jī)器人安裝形式(如圖1a),在每種安裝方式中,機(jī)器人各軸所受的重力矩各不相同,我們只要在ARM控制中正確地設(shè)置機(jī)器人對(duì)地面的角度(如圖1b),就會(huì)克服各種安裝方式對(duì)軌跡精度造成的不利影響。
(2)雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接功能
有時(shí)我們會(huì)遇到長(zhǎng)形工件,焊縫分布在工件的兩端,若采用1臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行焊接,會(huì)出現(xiàn)因兩端不同時(shí)焊接而造成焊接變形不一致,從而使工件在長(zhǎng)度方向上扭轉(zhuǎn)變形,焊接后的工件難以符合尺寸要求。這樣在激光焊縫跟蹤傳感器的幫助下,有可能完全省去示教步驟,從而大大提高工作效率。針對(duì)這種類型的工件,我們常采用2臺(tái)機(jī)器人同時(shí)協(xié)調(diào)焊接的方式,這就促生了兩臺(tái)機(jī)器人雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接技術(shù)。在汽車后橋和消聲器的焊接中,經(jīng)常會(huì)使用到該項(xiàng)技術(shù)。
焊接機(jī)器人生產(chǎn)中的質(zhì)量控制
焊接機(jī)器人的先進(jìn)技術(shù)為我們提供了很好的生產(chǎn)工具,但這并不意味著我們一定可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的焊接生產(chǎn)。焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程,通過(guò)近10年的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié),我覺得以下幾個(gè)方面的工作不容忽視:
建立并培養(yǎng)一個(gè)具有機(jī)器人技術(shù)素養(yǎng)的隊(duì)伍
焊接機(jī)器人工程是機(jī)電一體化技術(shù)的濃縮,其中包含了機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、焊接技術(shù)等。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。期望一個(gè)企業(yè)培養(yǎng)的技術(shù)人才是不現(xiàn)實(shí)的,但是焊接機(jī)器人的應(yīng)用狀況又確實(shí)與這些人的技術(shù)素養(yǎng)相關(guān)。所以,我認(rèn)為機(jī)器人用戶可以建立一個(gè)服務(wù)于機(jī)器人應(yīng)用的隊(duì)伍,在這個(gè)隊(duì)伍中,可以分為機(jī)器人設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)管理、焊接工藝和機(jī)器人作業(yè)程序調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)操作等幾類人員,各司其職,各負(fù)其責(zé)。
(1)機(jī)器人設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)管理人員主要負(fù)責(zé)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)及管理、機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)和利用,以挖掘機(jī)器人的工作能力為目的。
?。?)焊接工藝和機(jī)器人作業(yè)程序調(diào)試人員主要負(fù)責(zé)機(jī)器人作業(yè)程序的管理工作,焊接機(jī)器人應(yīng)用的目的是為焊接生產(chǎn)服務(wù),焊接工藝員對(duì)焊接品質(zhì)的把握是機(jī)器人焊接質(zhì)量的關(guān)鍵所在,他的職責(zé)是讓機(jī)器人成為他得心應(yīng)手的工具,把他的焊接思路完整地傳達(dá)給機(jī)器人。隨著智能制造計(jì)劃的推進(jìn),工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)飛速發(fā)展。
?。?)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)操作人員的主要工作雖然是裝卸工件,但僅有這些是不夠的,還必須要有自己的判斷能力,并且能夠?qū)⒑附訖C(jī)器人工作過(guò)程中的表現(xiàn)準(zhǔn)確及時(shí)地反饋給機(jī)器人設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)管理人員,包括焊接工藝和機(jī)器人作業(yè)程序調(diào)試人員,這樣有利于設(shè)備一旦出現(xiàn)故障時(shí)立即做出準(zhǔn)確判斷,制訂故障解決方案,為恢復(fù)生產(chǎn)搶得時(shí)間。機(jī)器人焊接采用的是富混合氣體保護(hù)焊,焊接過(guò)程中出現(xiàn)的焊接缺陷一般有焊偏、咬邊、氣孔等幾種,具體分析如下:(1)出現(xiàn)焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。
?焊縫機(jī)器的組成及工作原理
焊縫別名焊接,焊縫系統(tǒng),焊縫設(shè)備等。所適用的焊接過(guò)程也從原來(lái)的單道焊接擴(kuò)展到多層多道焊的焊縫跟蹤,對(duì)于高反光的鋁合金材料焊接,也能夠?qū)崿F(xiàn)有效跟蹤。其功能是在焊接過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)并自動(dòng)調(diào)節(jié)焊槍的位置,以便于始終跟隨焊接位置進(jìn)行焊接,焊槍與工件之間的距離始終保持恒定,從而確保了焊接質(zhì)量,提高了焊接效率并降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。在焊接時(shí)如果沒(méi)有焊縫,焊工就要不斷的觀察焊槍的位置,查看焊槍有沒(méi)有偏離焊縫位置,兩者之間的距離有沒(méi)有變化,如果發(fā)現(xiàn)偏離焊縫或者焊槍與工件之間的距離發(fā)生變化,那么焊工就需要人工把焊槍再調(diào)節(jié)回去,這樣焊工勞動(dòng)強(qiáng)度就很大,尤其是在夏天天氣炎熱的情況下,又不能吹電風(fēng)扇,這些惡劣的條件更增加了焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度,另外需要焊工的責(zé)任心很強(qiáng),否則就會(huì)出現(xiàn)焊接質(zhì)量問(wèn)題。
激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實(shí)現(xiàn),激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。其功能是在焊接過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)并自動(dòng)調(diào)節(jié)焊槍的位置,以便于始終跟隨焊接位置進(jìn)行焊接,焊槍與工件之間的距離始終保持恒定,從而確保了焊接質(zhì)量,提高了焊接效率并降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。功率密度小于10~10 W/cm為熱傳導(dǎo)焊,此時(shí)熔深淺、焊接速度慢;功率密度大于10~10 W/cm時(shí),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(diǎn)。
激光焊接技術(shù)廣泛被應(yīng)運(yùn)在汽車、輪船、飛機(jī)、高鐵等高精制造領(lǐng)域,給人們的生活質(zhì)量帶來(lái)了重大提升,更是家電行業(yè)進(jìn)入了精工時(shí)代。