傳統(tǒng)焊接技術(shù)與焊接機(jī)器人技術(shù)的對(duì)比

　　連接板是工程起重機(jī)常用的零部件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由底板和四個(gè)銷柱組成。銷柱與底板之間采用環(huán)形角焊縫焊接方式進(jìn)行固定，以往的焊接方法采用手工CO2氣體保護(hù)加藥芯焊絲焊接工藝，由于焊縫為環(huán)形角焊縫，因而手工作業(yè)時(shí)容易造成焊縫外觀質(zhì)量差，焊接作業(yè)效率低、焊縫環(huán)線與焊接部位環(huán)線結(jié)合性差等缺點(diǎn)，容易造成“脫焊”等情況，同時(shí)為保證焊縫外觀質(zhì)量，焊接后需要采用砂輪機(jī)對(duì)焊縫進(jìn)行打磨，也容易造成焊接成本的增加。通過(guò)分析，決定該工件采用焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接作業(yè)，關(guān)鍵是需要設(shè)計(jì)合理的焊接機(jī)器人操作系統(tǒng)和制定合理的焊接工藝，確保成本質(zhì)量的有效統(tǒng)一。

　　圖1連接板結(jié)構(gòu)

　　1.焊接機(jī)器人總體方案

　　根據(jù)連接板的尺寸、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及焊縫的形式，考慮到底板和四個(gè)銷柱是采用單面焊縫形式，焊縫在工件上呈規(guī)則性均勻分布，焊接過(guò)程不需要變位即可滿足所有焊縫的焊接。為降低成本和提高效率，在進(jìn)行焊接機(jī)器人整體方案設(shè)計(jì)時(shí)，決定不采用翻轉(zhuǎn)工裝等機(jī)器人周邊設(shè)備，而采用固定平臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)工件的焊接定位，同時(shí)為提高焊接效率，焊接機(jī)器人系統(tǒng)方案采取一機(jī)雙工位的模式，H型布置方式，如圖2所示，即機(jī)器人本體固定在兩自制焊接工作定位平臺(tái)之間，工作時(shí)一工位焊接機(jī)器人對(duì)人一側(cè)工件進(jìn)行自動(dòng)焊接，另一工位可以裝卸工件，交替進(jìn)行作業(yè)，保證機(jī)器人連續(xù)不停工作。

　　圖2焊接機(jī)器人整體方案

　　為確保工件安裝定位精度，減少機(jī)器人焊接尋蹤次數(shù)，確保機(jī)器人焊接運(yùn)行軌跡與工件所需焊接軌跡一致，在工件和焊接定位平臺(tái)上設(shè)計(jì)有定位銷孔，通過(guò)一面兩銷形式實(shí)現(xiàn)連接板在焊接作業(yè)平臺(tái)上的精確定位。

　　2.機(jī)器人本體選用

　　機(jī)器人本體采用大呈焊接機(jī)器人具有六自由度的關(guān)節(jié)式焊接機(jī)器人，配套麥格米特全數(shù)字化脈沖焊機(jī)電源，并加設(shè)自動(dòng)清槍剪絲噴油裝置和弧光安全防護(hù)裝置，滿足機(jī)器人使用過(guò)程中安全防護(hù)和清槍需要。

　　3.焊接工藝的確定

　　焊接工藝采用富氬混合氣體+實(shí)芯焊絲代替原有的CO2氣體+藥芯焊絲，富氬保護(hù)焊接具有熔池可見度好，操作方便、適宜于全位置焊接，同時(shí)電弧在保護(hù)氣體的壓縮下熱量集中，焊接速度較快，熔池小，熱影響區(qū)窄，焊接變形小，抗裂性能好，焊接過(guò)程中在惰性氣體保護(hù)下，具有焊接質(zhì)量好的特點(diǎn)，非常利于焊接過(guò)程中的機(jī)械化和自動(dòng)化。但由于電弧的光輻射較強(qiáng)，因此在焊接機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)中，需要設(shè)計(jì)弧光安全防護(hù)裝置進(jìn)行安全保護(hù)。為提高焊接效率，采用一次施焊成形的工藝方法，避免由于焊接機(jī)器人重復(fù)定位而造成生產(chǎn)效率的降低。

　　4.焊接電源的選用

　　通過(guò)對(duì)多種電源的試用，并針對(duì)試用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合工件的材質(zhì)、形狀特性、尺寸精度要求、焊縫長(zhǎng)度及位置特點(diǎn)，焊接工作量及機(jī)器人的工作效率，該焊接機(jī)器人系統(tǒng)采用全數(shù)字脈沖氣體保護(hù)焊電源，即脈沖MIG焊接工藝電源。眾所周知，焊接過(guò)程中電弧控制精確程度，決定著焊接質(zhì)量越好好壞，而全數(shù)字脈沖氣體保護(hù)焊電源由于采用了數(shù)字化技術(shù)，因此控制系統(tǒng)的反饋時(shí)間比傳統(tǒng)的焊機(jī)減少了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，提高了反饋的精確性和靈敏性。在采用脈沖焊接時(shí)，能提供相適宜的脈沖波形，還可有效控制每個(gè)脈沖只過(guò)渡一個(gè)熔滴，這使得整個(gè)焊接過(guò)程中弧長(zhǎng)保持不變，焊接過(guò)程幾乎沒有飛濺，而且可以實(shí)現(xiàn)超低熱輸入的焊接，同時(shí)還可以克服傳統(tǒng)的GMA焊機(jī)焊接結(jié)束后，焊絲的末端會(huì)形成一個(gè)影響再引弧結(jié)球的缺陷，實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量和焊接效率的最佳匹配。

　　5.焊絲直徑選擇

　　結(jié)合焊接質(zhì)量和焊接效率的需要，焊絲采用f1.6mm的實(shí)芯焊絲，可以滿足連接板的實(shí)際焊接需要，同時(shí)也便于焊接效率的提高。