管道焊接機(jī)器人發(fā)展歷史

管與管之間相交產(chǎn)生的相貫線焊縫在工業(yè)中非常常見(jiàn)。在20世紀(jì)，國(guó)內(nèi)外工廠大多采用手工的方式來(lái)完成焊接。由于相貫線焊縫是復(fù)雜的空間軌跡，并且焊接的生產(chǎn)周期一般較長(zhǎng)，所以很難保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性。另外，在大型的厚壁容器在焊接的過(guò)程中，一般需要對(duì)待焊管體進(jìn)行預(yù)熱工作，并且預(yù)熱溫度一般較高，使得工作環(huán)境比較惡劣。自20世紀(jì)末期開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始研究相貫線焊縫的自動(dòng)焊接技術(shù)，并且有了一定的成果。1996年日本慶應(yīng)大學(xué)研制出了管道焊接自主移動(dòng)機(jī)器人它能夠沿管道移動(dòng)，在焊前利用CCD相機(jī)采集信息，自動(dòng)尋找焊縫位置，然后讓通過(guò)幾個(gè)軸的配合實(shí)現(xiàn)全位置焊接，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-6所示?，F(xiàn)在焊接市場(chǎng)上自動(dòng)焊接設(shè)備的銷量越來(lái)越高，焊接機(jī)器人等自動(dòng)焊接設(shè)備的應(yīng)用促進(jìn)了焊接行業(yè)的進(jìn)步。該焊接機(jī)器人設(shè)計(jì)較為繁瑣，在實(shí)際應(yīng)用中適應(yīng)性不強(qiáng)。

焊接機(jī)器人的故障分析原則

焊接機(jī)器人的故障分析一般采用故障樹(shù)分析法，將系統(tǒng)故障原則從頂層總體到下層細(xì)分，逐個(gè)排查，找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)于多個(gè)故障的分析實(shí)現(xiàn)解決問(wèn)題的目的。故障樹(shù)分析法是把系統(tǒng)不希望發(fā)生的失效狀態(tài)作為頂事件，分析歸納出所有可能導(dǎo)致頂事件的中間事件，再找出所有可能導(dǎo)致這些中間故障事件的直接原因，以此逐層推導(dǎo)，一直找到所有可能引起部件發(fā)生故障的底事件，并運(yùn)用對(duì)應(yīng)的邏輯門和符號(hào)把頂事件、中間事件及底事件串聯(lián)起來(lái)，形成一幅由上到下的樹(shù)狀邏輯關(guān)系圖，即故障樹(shù)。焊接機(jī)器人廠家也以故障樹(shù)分析法為基本方法，在此基礎(chǔ)稍作改進(jìn)，通過(guò)熟悉系統(tǒng)、調(diào)查事故、確定頂事件、分析原因、繪制事故樹(shù)、定性分析、計(jì)算頂事件概率、定量分析，結(jié)合模糊分析方法對(duì)焊接機(jī)器人故障進(jìn)行具體分析。自動(dòng)焊接設(shè)備能夠有效地實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程全自動(dòng)化，與手弧焊相比，焊接效率是其34倍，可以獲得多達(dá)36種焊槍擺動(dòng)波形，有效控制全位置狀態(tài)下的焊接熔池，通過(guò)柔性焊接制造技術(shù)和先進(jìn)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)自動(dòng)化焊接復(fù)雜空間曲面焊縫。

點(diǎn)焊機(jī)器人的焊接裝備

點(diǎn)焊機(jī)器人的焊接裝備，由于采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以變壓器必須盡量小型化。對(duì)于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對(duì)于容量較大的變壓器，已經(jīng)開(kāi)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)。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(wú)需另配接口。點(diǎn)焊機(jī)器人的焊鉗，通常用氣動(dòng)的焊鉗，氣動(dòng)焊鉗兩個(gè)電極之間的開(kāi)口度一般只有兩級(jí)沖程。而且電極壓力一旦調(diào)定后是不能隨意變化的。近年來(lái)出現(xiàn)一種新的電伺服點(diǎn)焊鉗，如圖4所示。焊鉗的張開(kāi)和閉合由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，碼盤反饋，使這種焊鉗的張開(kāi)度可以根據(jù)實(shí)際需要任意選定并預(yù)置。下面焊接機(jī)器人廠家就焊接機(jī)器人的激光/電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)為大家介紹一下。而且電極間的壓緊力也可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。這種新的電伺服點(diǎn)焊鉗具有如下優(yōu)點(diǎn):

1)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(kāi)程度是由機(jī)器人控制的，機(jī)器人在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)過(guò)程、焊鉗就可以開(kāi)始閉合;而焊完一點(diǎn)后，焊鉗一邊張開(kāi)，機(jī)器人就可以一邊位移，不必等機(jī)器人到位后焊鉗才閉合或焊鉗完全張開(kāi)后機(jī)器人再移動(dòng);

2)焊鉗張開(kāi)度可以根據(jù)工件的情況任意調(diào)整，只要不發(fā)生碰撞或干涉盡可能減少?gòu)堥_(kāi)度，以節(jié)省焊鉗開(kāi)度，以節(jié)省焊鉗開(kāi)合所占的時(shí)間。

3)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，減少撞擊變形和噪聲。

送絲機(jī)的安裝

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(zhǎng)，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證送絲穩(wěn)定性的問(wèn)題。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(zhǎng)，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證送絲穩(wěn)定性的問(wèn)題。而微型計(jì)算機(jī)由輸入輸出接口、輸入設(shè)備、顯示器、鍵盤、主機(jī)等組成。