焊接機(jī)器人在工程機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用(圖文)

1、焊接機(jī)器人在工程機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用（圖文）論文導(dǎo)讀：焊接機(jī)器人由于具有生產(chǎn)過程自動(dòng)化、勞動(dòng)強(qiáng)度小、生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品焊接質(zhì)量穩(wěn)定，可持續(xù)作業(yè)等特點(diǎn)，在工程機(jī)械個(gè)工業(yè)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。目前.，全世界50%左右的機(jī)器人應(yīng)用于焊接生產(chǎn)中，并逐漸從汽車工業(yè)拓展到橋梁、鋼構(gòu)、工程機(jī)械等領(lǐng)域。在此，以開元機(jī)器人系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的動(dòng)臂焊接系統(tǒng)為例，具體介紹焊接機(jī)器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：焊接機(jī)器人，工程機(jī)械，動(dòng)臂焊接系統(tǒng)，功能與應(yīng)用0前言焊接生產(chǎn)中，利用先進(jìn)的裝備和技術(shù)來提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率、降低成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭力是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。焊接機(jī)器人由于具有生產(chǎn)過程自動(dòng)化、勞動(dòng)強(qiáng)度小、生產(chǎn)效率高

2、，產(chǎn)品焊接質(zhì)量穩(wěn)定，可持續(xù)作業(yè)等特點(diǎn)，在工程機(jī)械個(gè)工業(yè)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。目前,全世界50%左右的機(jī)器人應(yīng)用于焊接生產(chǎn)中，并逐漸從汽車工業(yè)拓展到橋梁、鋼構(gòu)、工程機(jī)械等領(lǐng)域。我國工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)用焊接機(jī)器人較晚，目前處于引進(jìn)消化階段。在此，以開元機(jī)器人系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的動(dòng)臂焊接系統(tǒng)為例，具體介紹焊接機(jī)器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。1動(dòng)臂焊接系統(tǒng)動(dòng)臂焊接系統(tǒng)主要用于挖掘機(jī)動(dòng)臂的焊接。由神鋼機(jī)器人本體、變位機(jī)、移動(dòng)裝置、焊接裝置、控制系統(tǒng)組成。機(jī)器人本體為6自由度關(guān)節(jié)型，選用山羊AC伺服電機(jī)，神鋼公司專為工程機(jī)械焊接研發(fā)。變位機(jī)為一軸雙夾持變位機(jī)，可帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)到焊接需求位置。移動(dòng)裝置為機(jī)器人Y軸坐標(biāo)

3、的擴(kuò)展，變位機(jī)和移動(dòng)裝置可與機(jī)器人實(shí)行聯(lián)動(dòng)。焊接裝置包括神鋼公司研發(fā)的焊接電源、焊槍、送絲機(jī)等硬件和焊接專家系統(tǒng)軟件?？刂葡到y(tǒng)控制動(dòng)臂焊接系統(tǒng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)并可與外界進(jìn)行信息交換，使操作者可遠(yuǎn)程操控。2動(dòng)臂工件特點(diǎn)由于挖掘機(jī)型號(hào)不同，動(dòng)臂存在多種型號(hào)。動(dòng)臂為厚板拼裝而成，從而造成其焊縫深，坡口大，質(zhì)量大，裝卡時(shí)容易造成位置偏移。焊縫以直線型為主，還包含曲線型和圓型。3功能與應(yīng)用狀況3.1 焊絲接地傳感（接觸傳感）焊絲接地傳感（接觸傳感）機(jī)能，是通過焊絲接觸檢測(cè)位置，由此計(jì)算工件的偏移糾正量，邊糾正示教位置邊進(jìn)行動(dòng)作的機(jī)能。在動(dòng)臂裝夾時(shí)，由于工件大，質(zhì)量重，會(huì)或多或少有位置偏移，對(duì)于這種情況，可先在程

4、序開始部分加入3方向傳感機(jī)能，分別進(jìn)行x、y、z的3方向的傳感，對(duì)于示教位置將示教的檢測(cè)點(diǎn)（工件基準(zhǔn)點(diǎn)）和根據(jù)傳感動(dòng)作檢測(cè)出的檢測(cè)點(diǎn)之間的差別，進(jìn)行加算糾正，從而找正工件裝夾誤差。對(duì)于焊縫的偏移，可在程序中加入開始點(diǎn)傳感機(jī)能，在焊接中預(yù)先檢測(cè)坡口的中央位置，其與示教時(shí)工件的偏移量作為糾正量，糾正以后的焊接線的位置偏移。對(duì)于一些特殊情況則可根據(jù)其類型用圓弧傳感、多點(diǎn)傳感等傳感功能糾正。因此利用焊絲接地傳感功能，可以消除動(dòng)臂在加工，拼裝和裝夾定位帶來的誤差，自動(dòng)尋找焊縫并識(shí)別焊縫的情況，實(shí)現(xiàn)順利焊接。3.2 電弧傳感功能電弧傳感功能是在焊接過程中采集焊槍擺動(dòng)到不同位產(chǎn)生的電流值,經(jīng)過系統(tǒng)的運(yùn)算來自

5、動(dòng)追蹤焊縫偏移的功能。論文參考。下向角焊時(shí),500mm焊縫長可以追蹤25mm的焊縫偏移，因此保證了動(dòng)臂焊接質(zhì)量。論文參考。3.3 數(shù)據(jù)庫功能數(shù)據(jù)庫功能是事先設(shè)定登錄焊接條件，通過數(shù)據(jù)庫命令呼出設(shè)定的焊接條件的功能。此外，在數(shù)據(jù)庫中可以設(shè)定每層的焊接條件，通過設(shè)定必要層數(shù)的焊接條件可以進(jìn)行多層焊接。在動(dòng)臂焊接中，可直接調(diào)用焊接專家系統(tǒng)中的焊接數(shù)據(jù)庫，直接用于程序中，也可根據(jù)用戶本身的工藝要求，從新設(shè)定數(shù)據(jù)庫，從而達(dá)到想要的焊接效果。3.4 多層堆焊功能多層堆焊功能，是指根據(jù)數(shù)據(jù)庫、自動(dòng)條件的道次條件，在再生時(shí)生成多層堆焊序列程序進(jìn)行多層堆焊的功能。針對(duì)于動(dòng)臂的大焊縫，深坡口的情況，焊接一層不能填

6、滿焊縫，因此需要多層堆焊功能。動(dòng)臂示教時(shí)，先編輯數(shù)據(jù)庫，根據(jù)焊接工藝將每層每道的參數(shù)設(shè)定，從而做出新的數(shù)據(jù)庫。編程時(shí)，用程序可直接調(diào)出所設(shè)定的多道次（2道以上）的數(shù)據(jù)庫。在執(zhí)行調(diào)出命令時(shí)，自動(dòng)生成多層焊接序列程序,從執(zhí)行的道次開始執(zhí)行并讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行焊接，填充滿焊縫。3.5 坡口寬度跟蹤功能1坡口寬度跟蹤功能是在焊接過程中使用電弧傳感器檢測(cè)出坡口寬度,并自動(dòng)補(bǔ)償擺動(dòng)條件，焊接速度的功能。在拼裝動(dòng)臂過程中，人為或夾具的誤差會(huì)引起焊縫寬度變化，對(duì)于這種變化可以在編程中加入坡口寬度追蹤功能，從而使每層焊接均勻，余高一致，焊縫成型好。3.6 ARCMAN功能ARCMAN功能是，結(jié)合變位機(jī)的回轉(zhuǎn)，機(jī)

7、器人在變位機(jī)盤面上進(jìn)行直線、圓弧等動(dòng)作的功能。（在變位機(jī)連動(dòng)功能中，機(jī)器人前端和變位機(jī)的回轉(zhuǎn)沒有關(guān)系，在空間中移動(dòng)到示教的位置。論文參考。）在焊接固定在變位機(jī)上的焊接對(duì)象（以下稱作工件）時(shí)使用的話就很方便。在邊回轉(zhuǎn)變位機(jī)邊進(jìn)行工件直線部和圓弧部的焊接時(shí)，通過使用本功能，可以通過比變位機(jī)連動(dòng)功能少的示教點(diǎn)進(jìn)行示教，從而得到希望的軌跡（相對(duì)于工件的機(jī)器人前端軌跡）。并且，由于通過指定速度在盤面上示教的位置之間移動(dòng)，所以即使在變位機(jī)回轉(zhuǎn)的區(qū)間內(nèi)，通過設(shè)定通常的焊接速度命令也可以得到希望的焊接速度。（在變位機(jī)連動(dòng)功能中，為了得到希望的焊接速度，必須設(shè)定從變位機(jī)回轉(zhuǎn)角度計(jì)算的連動(dòng)速度。）ARCMAN動(dòng)作

8、動(dòng)臂焊接系統(tǒng)以在國內(nèi)各大工程機(jī)械廠普及，其焊接的產(chǎn)品，從焊縫質(zhì)量、工件強(qiáng)度等方面都達(dá)到了工藝要求，得到了用戶的一致認(rèn)可。4焊接機(jī)器人應(yīng)用展望隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，工程機(jī)械在其中扮演者越來越重要的角色，市場(chǎng)促進(jìn)了工程機(jī)械的大批量生產(chǎn)，但當(dāng)前我國工程機(jī)械制造裝備的整體水平與世界水平還有很大差距，因此提高我國工程機(jī)械生產(chǎn)水平，普及先進(jìn)的焊接機(jī)器人技術(shù)，加速工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程意義重大。工程焊接裝備自動(dòng)化水平的提高是工程機(jī)械業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，焊接機(jī)器人在工程機(jī)械業(yè)的普及應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢(shì)。市場(chǎng)的需求和技術(shù)的成熟，必將是焊接機(jī)器人在工程機(jī)械的生產(chǎn)中的到廣泛應(yīng)用,焊接機(jī)器人必將取代傳統(tǒng)的手工作業(yè)。5結(jié)論綜上所述，焊接機(jī)器人針對(duì)工