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差在哪?传统焊接技术于焊接机器人技术的对比

2017-04-20 14:57
木中君
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连接板是工程起重机常用的零部件,其结构如图1所示,主要由底板和四个销柱组成。销柱与底板之间采用环形角焊缝焊接方式进行固定,以往的焊接方法采用手工CO2气体保护加药芯焊丝焊接工艺,由于焊缝为环形角焊缝,因而手工作业时容易造成焊缝外观质量差,焊接作业效率低、焊缝环线与焊接部位环线结合性差等缺点,容易造成“脱焊”等情况,同时为保证焊缝外观质量,焊接后需要采用砂轮机对焊缝进行打磨,也容易造成焊接成本的增加。通过分析,决定该工件采用焊接机器人进行焊接作业,关键是需要设计合理的焊接机器人操作系统和制定合理的焊接工艺,确保成本质量的有效统一。

图1连接板结构

1.焊接机器人总体方案

根据连接板的尺寸、结构特点以及焊缝的形式,考虑到底板和四个销柱是采用单面焊缝形式,焊缝在工件上呈规则性均匀分布,焊接过程不需要变位即可满足所有焊缝的焊接。为降低成本和提高效率,在进行焊接机器人整体方案设计时,决定不采用翻转工装等机器人周边设备,而采用固定平台方式实现工件的焊接定位,同时为提高焊接效率,焊接机器人系统方案采取一机双工位的模式,H型布置方式,如图2所示,即机器人本体固定在两自制焊接工作定位平台之间,工作时一工位焊接机器人对人一侧工件进行自动焊接,另一工位可以装卸工件,交替进行作业,保证机器人连续不停工作。

图2焊接机器人整体方案

为确保工件安装定位精度,减少机器人焊接寻踪次数,确保机器人焊接运行轨迹与工件所需焊接轨迹一致,在工件和焊接定位平台上设计有定位销孔,通过一面两销形式实现连接板在焊接作业平台上的精确定位。

2.机器人本体选用

机器人本体采用大呈焊接机器人具有六自由度的关节式焊接机器人,配套麦格米特全数字化脉冲焊机电源,并加设自动清枪剪丝喷油装置和弧光安全防护装置,满足机器人使用过程中安全防护和清枪需要。

3.焊接工艺的确定

焊接工艺采用富氩混合气体+实芯焊丝代替原有的CO2气体+药芯焊丝,富氩保护焊接具有熔池可见度好,操作方便、适宜于全位置焊接,同时电弧在保护气体的压缩下热量集中,焊接速度较快,熔池小,热影响区窄,焊接变形小,抗裂性能好,焊接过程中在惰性气体保护下,具有焊接质量好的特点,非常利于焊接过程中的机械化和自动化。但由于电弧的光辐射较强,因此在焊接机器人总体方案设计中,需要设计弧光安全防护装置进行安全保护。为提高焊接效率,采用一次施焊成形的工艺方法,避免由于焊接机器人重复定位而造成生产效率的降低。

4.焊接电源的选用

通过对多种电源的试用,并针对试用过程中出现的问题,结合工件的材质、形状特性、尺寸精度要求、焊缝长度及位置特点,焊接工作量及机器人的工作效率,该焊接机器人系统采用全数字脉冲气体保护焊电源,即脉冲MIG焊接工艺电源。众所周知,焊接过程中电弧控制精确程度,决定着焊接质量越好好坏,而全数字脉冲气体保护焊电源由于采用了数字化技术,因此控制系统的反馈时间比传统的焊机减少了几个数量级,提高了反馈的精确性和灵敏性。在采用脉冲焊接时,能提供相适宜的脉冲波形,还可有效控制每个脉冲只过渡一个熔滴,这使得整个焊接过程中弧长保持不变,焊接过程几乎没有飞溅,而且可以实现超低热输入的焊接,同时还可以克服传统的GMA焊机焊接结束后,焊丝的末端会形成一个影响再引弧结球的缺陷,实现焊接质量和焊接效率的最佳匹配。

5.焊丝直径选择

结合焊接质量和焊接效率的需要,焊丝采用f1.6mm的实芯焊丝,可以满足连接板的实际焊接需要,同时也便于焊接效率的提高。

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