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焊接機器人組成結構
焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。另外就是要嚴格請遵守安全規(guī)則,避免出現(xiàn)意外的事故或傷害,負責焊接機器人維護和檢查的人員必須檢查和確認所有與緊急停止相關的電路,并使其按照對應的安全標準被安全正確的互鎖。機器人由機器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點焊為例,則由焊接電源,(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統(tǒng),如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。圖1a、b表示弧焊機器人和點焊機器人的基本組成。
世界各國生產的焊接用機器人基本上都屬關節(jié)機器人,絕大部分有6個軸。特別是在現(xiàn)代社會,汽車款式的更新速度非??欤鋫錂C器人的汽車生產線能夠很好地適應這種變化。其中,1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置,而4、5、6軸解決工具姿態(tài)的不同要求。焊接機器人本體的機械結構主要有兩種形式:一種為平行四邊形結構,一種為側置式(擺式)結構,如圖2a、b所示。側置式(擺式)結構的主要優(yōu)點是上、下臂的活動范圍大,使機器人的工作空間幾乎能達一個球體。因此,這種機器人可倒掛在機架上工作,以節(jié)省占地面積,方便地面物件的流動。但是這種側置式機器人,2、3軸為懸臂結構,降低機器人的剛度,一般適用于負載較小的機器人,用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機器人其上臂是通過一根拉桿驅動的。拉桿與下臂組成一個平行四邊形的兩條邊。故而得名。早期開發(fā)的平行四邊形機器人工作空間比較?。ň窒抻跈C器人的前部),難以倒掛工作。但80年代后期以來開發(fā)的新型平行四邊形機器人(平行機器人),已能把工作空間擴大到機器人的頂部、背部及底部,又沒有測置式機器人的剛度問題,從而得到普遍的重視。這種結構不僅適合于輕型也適合于重型機器人。近年來點焊用機器人(負載100~150kg)大多選用平行四邊形結構形式的機器人。
焊接機器人進行熔化極氣體保護焊時的送絲方式
在利用焊接機器人進行熔化極氣體保護焊的過程中,送絲過程基本都是一步到位了,那是因為焊接機器人中設置有自動化的送絲系統(tǒng),包括了送絲、送絲軟管、焊絲盤等部分組成,通過的配置將將焊絲送至位置。
焊接機器人的送絲系統(tǒng)可以通過三種不同的方式送絲,一種是推絲式,這樣的結構相對比較簡單、輕便,操作維修也很方便,但就是焊絲送進的阻力較大,隨著送絲軟管的加長,送絲穩(wěn)定性變差。因為點焊只需點位控制,至于焊鉗在點與點之間的移動軌跡沒有嚴格要求,這也是機器人早只能用于點焊的原因。所以,這種送絲方式通常應用于焊絲直徑為2.0mm、送絲軟管長度為5m的半自動熔化極氣體保護焊中。
焊接機器人送絲系統(tǒng)用到的另一種送絲方式是拉絲式,將焊絲盤和焊槍分開,使得兩者通過送絲軟管連接。另一種是將焊絲盤直接安裝在焊槍上。這兩種都適用于細絲半自動熔化極氣體保護焊,使用焊絲直徑小于或等于0.8mm,送絲較穩(wěn)定。
還有一種是推拉絲式送絲方式,也是焊接機器人送絲系統(tǒng)中會用到的工作方式,這種送絲系統(tǒng)中同時有推絲機和拉絲機,其中推絲為主要動力,拉絲是將焊絲校直。雖然它的送絲軟管可加長到10m,但由于結構復雜,所以實際中用的并不多。
既然送絲是焊接過程中不必可少的作業(yè)環(huán)節(jié)之一,那就要好好處理,在設計焊接機器人的時候也要將這方面考慮在內,使其送絲系統(tǒng)滿足實際焊接的需求。
利用焊接機械手進行放熱焊接的優(yōu)勢
很多時候我們會建議大家采用焊接機械手與放熱焊接工藝配合的方式,這里所提到的放熱焊接就是利用鋁和氧化亞銅粉末的混合劑在化學反應時產生的超高熱,熔化被焊接材料,從而達到焊接的目的。
利用焊接機械手進行放熱焊接施工時,需要將連接的防雷引下線或接地線放入放熱焊接石墨熔模中,并在其中放入隔離片,阻止放熱焊劑粉末漏到模具中;再將放熱焊劑倒入坩堝,放上引火粉,用點點燃引火粉,使放熱焊劑未發(fā)生化學反應,形成高溫液態(tài)銅,流入放熱焊模具中,使銅包鋼絞線熔化成一體。我們焊接工人還有很長的路要走,所以我們必須樹立面對困難的決心。
相比其他焊接技術,放熱焊接的優(yōu)點在于無需外接電源或熱源;供焊接用的材料很輕,攜帶方便;焊接點的載流能力與導線的載流能力相等;另外,由于焊接點是焊接而成的,所以是性的,不會老化,不會松脫。
使用焊接機器人焊接時,焊接機器人的作業(yè)原理是什么?
操作焊接機器人需要熟練的焊工,具有熟練的操作技能、豐富的實踐經驗和穩(wěn)定的焊接水平。焊接機器人焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機器人。焊接是一種工作條件惡劣、高煙、高散熱、高風險的工作。工業(yè)焊接機器人的出現(xiàn)自然促使人們考慮用它們代替手工焊接,以降低焊工的勞動強度,同時保證焊接質量,提高焊接效率。然而,焊接不同于其他工業(yè)過程。例如,在電弧焊接過程中,待焊接的工件通過局部加熱、熔化和冷卻而變形,并且焊接軌跡相應地改變。手工焊接過程中有經驗的焊工可以根據(jù)肉眼觀察到的實際焊接位置來調整焊槍的位置、姿態(tài)和行走速度,以適應焊接軌跡的變化。然而,為了適應這種變化,機器人必須首先像人一樣“看到”這種變化,然后采取相應的措施來調整焊槍的位置和狀態(tài),以實現(xiàn)焊縫的實時跟蹤。由于焊接機器人在焊接過程中產生的強電弧、電弧噪聲、煙霧、保險絲短路、大電流和強磁場等復雜環(huán)境因素的存在,機器人需要檢測和識別焊接所需的信號特征。它不像工業(yè)制造中的其他過程那樣容易檢測。因此,焊接機器人的應用從一開始就沒有應用在弧焊過程中。機器人弧焊應用越來越廣泛,機器人的數(shù)量遠遠高于機器人點焊的數(shù)量。在現(xiàn)代生產線上,柔性生產越來越受到重視。工業(yè)生產的需求日益增加,手工焊接的成本相對較高,而且焊工人數(shù)少,所以焊工很難招到。焊接機器人的出現(xiàn)無疑是一個不錯的選擇!