現(xiàn)代焊接技師培訓(xùn)38

1、人才培TalentsTraining工程應(yīng)用與實(shí)踐編者按：伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，生產(chǎn)中越來越多采用自動(dòng)化手段，除了各種類型的自動(dòng)設(shè)備和裝備外，用機(jī)器人代表人工進(jìn)行復(fù)雜的工作已成為工業(yè)現(xiàn)代化的一種標(biāo)志。在焊接生產(chǎn)中，為提高產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低越來越昂貴的人工成本，提高生產(chǎn)效率，使用焊接機(jī)器人來進(jìn)行復(fù)雜、工作量大的焊接作業(yè)也越來越普遍了。同時(shí)，這也對(duì)焊接工作者提出了更高的技術(shù)要求，盡快掌握焊接機(jī)器人的技術(shù)及作用已成為現(xiàn)代焊接技師的必備素質(zhì)。為此，本期培訓(xùn)內(nèi)容主要以焊接機(jī)器人為主，并對(duì)與焊接機(jī)器人配套使用的輔助設(shè)備也進(jìn)行了介紹，以期讓讀者對(duì)焊接機(jī)器人及其應(yīng)用有一個(gè)初步的了

2、解，掌握最基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)，為進(jìn)一步深入了解該方面的技術(shù)作鋪墊?，F(xiàn)代焊接技師培訓(xùn)（續(xù)上期）（三十八）（）力一般在以上。當(dāng)使用大型焊鉗時(shí)，就有必要選用、甚至具有更大握重能力的機(jī)器人。機(jī)器人自由度數(shù)。機(jī)器人焊接作業(yè)不同于搬運(yùn)，因?yàn)楹附庸に嚨男枰鸵髾C(jī)器人具有一定的靈活性。為了滿足各種焊接姿態(tài)，一般要求機(jī)器人具備個(gè)自由度。機(jī)器人動(dòng)作范圍。機(jī)器人動(dòng)作范圍是指腕部回轉(zhuǎn)中心達(dá)到的最大空間。機(jī)器人裝上焊槍或焊鉗后，工具末端所能到達(dá)的空間范圍會(huì)更大，但是，因?yàn)楹附幼藨B(tài)的需要，焊槍或焊鉗末端經(jīng)常會(huì)在機(jī)器人懷部空間作業(yè)。所以，在對(duì)機(jī)器人動(dòng)作范圍進(jìn)行選擇時(shí)要以焊槍或焊鉗在機(jī)器人懷部空間作業(yè)時(shí)的可達(dá)范圍考慮。圖機(jī)器

3、人軌跡重復(fù)精度的比較示意機(jī)器人重復(fù)精度。機(jī)器人重復(fù)精度包含兩個(gè)方面：一是點(diǎn)到點(diǎn)的重復(fù)精度；二是軌跡的重復(fù)精度。弧焊機(jī)器人的重復(fù)精度一般要求為，點(diǎn)焊機(jī)器人的重復(fù)精度一般要求為。轉(zhuǎn)跡重復(fù)精度對(duì)于機(jī)器人弧焊應(yīng)用和切割應(yīng)用更為重要。因?yàn)?，有些機(jī)器人盡管點(diǎn)到點(diǎn)的重復(fù)精度很高，但由于其控制系統(tǒng)的計(jì)算速度有限，其軌跡重復(fù)精度不高，這將會(huì)影響焊接或切割質(zhì)量。圖是三個(gè)等級(jí)軌跡如何選用焊接機(jī)器人？選用焊接機(jī)器人需要注意以下幾個(gè)方面：機(jī)器人可搬重量。機(jī)器人可搬重量包括腕部的負(fù)重和背部（上臂）的負(fù)重。機(jī)器人用于弧焊時(shí)，其腕部負(fù)重包括焊槍、把持器、防碰撞傳感器以及焊接集成電纜，一般為，而安裝在機(jī)器人背部的送絲機(jī)構(gòu)一般在

4、左右，因此，要求機(jī)器人腕部具備以上的負(fù)重能力，背部具備以上的負(fù)重能力。機(jī)器人用于點(diǎn)焊時(shí)，因焊鉗重量大小差別較大，所以，對(duì)機(jī)器人可搬重量的選擇也就更為重要。但是，常用點(diǎn)焊機(jī)器人腕部的握重能現(xiàn)代焊接年第期總第期重復(fù)精度的比較示意。機(jī)器人儲(chǔ)存容量。機(jī)器人存儲(chǔ)容量一般是以所能儲(chǔ)存示教程序的步數(shù)和動(dòng)作指令的條數(shù)標(biāo)注的。焊接機(jī)器人一般要求能夠儲(chǔ)存步程序、條指令以上。儲(chǔ)存容量是可以追加的，但這是選項(xiàng)。因此，在選擇機(jī)器人時(shí)也要注意這項(xiàng)。如果機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象復(fù)雜、品種繁多，也可選購程序的拷入拷出設(shè)備，在焊接不同工件時(shí)拷入相應(yīng)的程序，而把其他程序保存在磁盤里。機(jī)器人預(yù)留輸入輸出點(diǎn)。機(jī)器人一般都為用戶預(yù)留了部分用于

5、連接或控制周邊設(shè)備的輸入輸出點(diǎn)。但這些點(diǎn)是非常有限的。如果用戶需要更多的輸入輸出點(diǎn)，則需要機(jī)器人廠家追加基板，用戶也可自己追加控制系統(tǒng)。機(jī)器人的安裝形式。機(jī)器人的安裝形式有落地式、壁掛式、倒掛式等，以壁掛和倒掛安裝時(shí)，機(jī)器人的腰部要作特別處理。因此，用戶在定貨時(shí)要特別說明。為了安裝和維修方便，用戶還可以選擇一種頂坐安裝形式的機(jī)器人（如圖、圖），有時(shí)它與壁掛式和倒掛式機(jī)器人的應(yīng)用效果相同。機(jī)器人的干涉性。有時(shí)，機(jī)器人的上臂與工件、焊槍（焊鉗）與工件、焊接電纜與工件、機(jī)器人上臂與焊接電纜、焊接電纜與變位機(jī)構(gòu)、機(jī)器人與機(jī)器人之間都會(huì)發(fā)生干涉。因此，機(jī)器人的干涉性也是一個(gè)重要的方面。如果機(jī)器人要伸入到

6、工件內(nèi)部進(jìn)行焊接作業(yè)或者需要高密度配置機(jī)器人，則應(yīng)該選用干涉性較小的機(jī)器人，也就是焊接電纜內(nèi)置型的機(jī)器人。機(jī)器人的軟件功能?；『笝C(jī)器人必須具備弧焊基本功能，如規(guī)范參數(shù)的設(shè)定、引弧熄弧、引弧熄弧確認(rèn)、再引弧、再起動(dòng)、防粘絲、擺焊、手動(dòng)送絲、手動(dòng)退絲、再現(xiàn)時(shí)規(guī)范參數(shù)的修訂、脈沖參數(shù)的任意設(shè)定等。如果需要，還可以選加始端檢出、焊縫跟蹤、多層焊等功能。如果應(yīng)用于需要高頻引弧的焊接方法時(shí)，還必須具備防高頻干擾功能。點(diǎn)焊機(jī)器人在具備點(diǎn)焊功能的同時(shí)，還必須具備空打功能、手動(dòng)點(diǎn)焊功能、電極粘連檢出功能、自動(dòng)修正電極修磨量功能等。在操作中，機(jī)器人應(yīng)該具備坐標(biāo)系選擇、示教點(diǎn)修正、點(diǎn)動(dòng)操作、手動(dòng)試運(yùn)轉(zhuǎn)、通信等功能。

7、在安全方面，機(jī)器人應(yīng)該具備安全速度設(shè)定、示教鎖定、干涉領(lǐng)域監(jiān)視、試運(yùn)轉(zhuǎn)檢查、自診斷以及報(bào)警顯示等功能。如果需要外部軸擴(kuò)展，則需要確軸協(xié)調(diào)能力等。機(jī)器人的安裝環(huán)境。機(jī)器人的安裝環(huán)境一般有如下要求（舉例）：溫度：（運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)）；（運(yùn)輸保管時(shí)）；濕度：最大，不允許結(jié)露；振動(dòng)：以下；電源：（）；其他：避免易燃、腐蝕性氣體、液體、勿濺水、油、粉塵等，勿近電氣噪聲源。因此，在選用機(jī)器人時(shí)，要對(duì)機(jī)器人的安裝環(huán)境與自己工廠的環(huán)境作比較。如何選用焊接機(jī)器人用弧焊電源的選擇焊接設(shè)備？機(jī)器人焊接需要專門的弧焊電源，它與手工焊接電源的區(qū)別就是需要增加焊接通訊接口。因?yàn)楦鳈C(jī)器人控制軟件的不同，焊接通信接口也需要針對(duì)各種不同

8、的機(jī)器人。為了提高電弧的穩(wěn)定性，這里推薦選用逆變焊接電源。另外，不同焊接材質(zhì)需要選用不同的具有針對(duì)性的焊接電源。普通碳鋼選用直流逆變焊接電源，不銹鋼選用帶脈沖的逆變焊接電源，焊接選用專門的焊接電源。如果選用帶脈沖的焊接電源，推薦選擇脈沖參數(shù)可任意調(diào)節(jié)的焊接電源。焊接電源功率的大小要按照焊接工藝給定的焊接電流大小選擇，同時(shí)要考慮電源負(fù)載持續(xù)率。一般有最大輸出電流為、等系列的焊接電源。焊槍的選擇認(rèn)機(jī)器人的外部軸控制軸數(shù)以及外部現(xiàn)代焊接年第期總第期熔化極氣體保護(hù)焊用焊槍有直頸槍、彎頸槍、彎頸槍等。直頸槍因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)焊絲尖端擾動(dòng)而導(dǎo)致電弧不穩(wěn)，所以一般不用。彎頸槍與彎頸槍的選擇，主要是看所焊工件的需要，

9、哪種焊槍干涉小就選用哪種。焊槍也有所能承受焊接功率大小之分。一般有焊槍、焊槍、焊槍等系列。焊槍有水冷型和空冷型兩種，小電流焊接時(shí)選用空冷型焊槍，大電流焊接時(shí)選用水冷型焊槍。送絲輪的選擇通常焊接板材厚度為時(shí)，選用適合焊絲直徑的送絲輪。厚板大電流焊接時(shí)，選用適合焊絲直徑的送絲輪。薄板小電流焊接時(shí)，選用適合焊絲直徑或的送絲輪。選擇高效連續(xù)生產(chǎn)的焊接機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)該選用清槍、剪絲、噴硅油裝置。清槍裝置有刀片型和彈簧型。刀片型清槍裝置價(jià)格較高，但清槍過程穩(wěn)定可靠。彈簧型清槍裝置價(jià)格低，但清槍過程不穩(wěn)定，尤其是大電流焊接有較大顆粒飛濺粘附在噴嘴內(nèi)壁時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。因此，飛濺較小的焊接可選用彈簧型清槍裝

10、置，飛濺較大的焊接則推薦選用刀片型清槍裝置。無論是刀片型還是彈簧型清槍裝置，大多是由氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的。剪絲裝置比較簡單，都是由氣缸帶動(dòng)一個(gè)刀頭來剪斷焊絲。如果使用始斷檢測功能，為了檢測準(zhǔn)確，則必須選用剪絲裝置。噴硅油裝置有外噴型和內(nèi)噴型。清槍、剪絲、噴硅油裝置的外噴型就是由焊槍噴嘴觸壓硅油噴口，硅油噴進(jìn)焊槍噴嘴內(nèi)壁。內(nèi)噴型就是硅油從噴油管到焊槍噴嘴內(nèi)部直接噴。內(nèi)噴型還具有在噴油的同時(shí)將飛濺物吹出噴嘴的作用，但內(nèi)噴型的價(jià)格較高。還有一種形式是“沾油”，就是將焊槍噴嘴伸入油池內(nèi)使噴嘴內(nèi)壁沾上油。這種應(yīng)用形式簡單、價(jià)格低，但會(huì)污損設(shè)備、浪費(fèi)硅油、影響焊接質(zhì)量。建議不要采用。接，并可與操作機(jī)、焊接電源等

11、配合使用，組成自動(dòng)焊接中心，大大提高焊縫質(zhì)量，減輕焊工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。它是焊接各種軸類、盤類、筒體等回轉(zhuǎn)體零件的理想設(shè)備。何？焊接變位機(jī)基本分類如焊接變位機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式有伸臂式、座式、雙座式三種，其特點(diǎn)、性能、適用范圍如表所示。什么叫焊接輔機(jī)具？焊接變位機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理是什么？焊接變位機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式雖然有上述三種，但其派生形式很多，有的變位機(jī)的工作臺(tái)還具有升降功能。現(xiàn)以適用性良好的成都焊研威達(dá)自動(dòng)焊接設(shè)備有限公司生產(chǎn)的座式變位機(jī)為例，闡述變位機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理。通用的座式變位機(jī)的主要結(jié)構(gòu)如圖所示。變位機(jī)主要由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括翻轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)）、回轉(zhuǎn)盤、導(dǎo)電

12、機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)組成。（）機(jī)架。變位機(jī)機(jī)架主要包括機(jī)座、支架及橫梁等。這樣構(gòu)件均采用型材焊接而成。（）驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。變位機(jī)工作臺(tái)的翻轉(zhuǎn)減速運(yùn)動(dòng)采用交流電機(jī)經(jīng)蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動(dòng)，通過一級(jí)齒輪實(shí)現(xiàn)，使其具有自鎖功能，且翻轉(zhuǎn)力矩大，定位可靠。工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要由擺線針輪減速電機(jī)、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)齒輪等組成，擺線針輪減速機(jī)通過變頻調(diào)速器，無級(jí)調(diào)速，變速范圍大，調(diào)速精度高。在大型成套自動(dòng)化或?qū)Ｓ煤附釉O(shè)備中，影響焊接質(zhì)量的因素不僅僅與焊接電源和送絲機(jī)構(gòu)的好壞有關(guān)，而且與其他配套裝置也密切相關(guān)。這些配套裝置習(xí)慣上統(tǒng)稱為焊接輔機(jī)具，實(shí)際上它們是大型成套自動(dòng)化焊接設(shè)備極為重要的組成部分。不管是從制造成本、加工精

13、度要求、價(jià)格比重、技術(shù)含量，還是從它們?cè)诖笮统商鬃詣?dòng)化焊接設(shè)備所起到的作用來看都絲毫不比焊接電源和送絲機(jī)構(gòu)遜色，把它們稱作“輔機(jī)具”只是習(xí)慣上的叫法而已。這些配套裝置是焊接變位機(jī)、焊接操作機(jī)、焊接滾輪架、焊縫跟蹤裝置等。焊接變位機(jī)的主要功能及作用是什么？焊接變位機(jī)是一種改變焊件位置來完成機(jī)械化、自動(dòng)化焊接的焊接配套設(shè)備，主要用于機(jī)架、機(jī)座、法蘭、封頭等非長形焊件的翻轉(zhuǎn)變位，同時(shí)還可用于裝配、切割、檢驗(yàn)、打磨、噴漆等作業(yè)。通過工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)及翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使工作焊縫處于最理想的位置進(jìn)行焊現(xiàn)代焊接年第期總第期表焊接變位機(jī)的分類電機(jī)驅(qū)動(dòng)：承載能力多在以下，適用于小型焊件的翻轉(zhuǎn)變位。液壓驅(qū)動(dòng)：承載能力多在左

14、右，適用于結(jié)構(gòu)尺寸不是很大但自重較大的焊件，它們多用于焊條電弧焊中。焊件的翻轉(zhuǎn)變位，是目前產(chǎn)量最大、規(guī)格最全、應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，常與伸臂式焊接操作機(jī)或弧焊機(jī)器人配合使用?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)安裝在伸臂的一端，伸臂相對(duì)于某一傾斜軸成角度回轉(zhuǎn)，而此傾斜軸的位置由旋轉(zhuǎn)電機(jī)及翻轉(zhuǎn)電機(jī)控制部分組成。其電氣原理圖，如圖所示。）旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制部分：該部分控制電路采用變頻器作為主控部分，具有變速功能較強(qiáng)，且外部控制線路簡單等特點(diǎn)。變頻器外部有反轉(zhuǎn)控制端（號(hào)線）、正轉(zhuǎn)控制端（號(hào)線）、公共端（號(hào)線）、模擬信號(hào)輸入端（號(hào)線）及電源輸入端（號(hào)線）。當(dāng)合上主電源開關(guān)時(shí)，處于啟動(dòng)位置時(shí)，扳動(dòng)雙向隔離，接通號(hào)線與號(hào)線，此時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)反

15、轉(zhuǎn)。同理使與號(hào)線接通。調(diào)節(jié)電位器，使模擬信號(hào)輸入端的電壓從無級(jí)變化到，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。）翻轉(zhuǎn)電機(jī)控制部分：該控制電路通過降壓變壓器得到的控制電壓，當(dāng)處于啟動(dòng)位置時(shí)，控制電路得到控制電壓，與號(hào)線接通，扳動(dòng)雙向隔離開關(guān)，吸合動(dòng)作，電機(jī)正轉(zhuǎn)。同理，當(dāng)接通與號(hào)線時(shí)，電機(jī)便反轉(zhuǎn)。同時(shí)該電路還具有行程保護(hù)、電路互鎖及短路保護(hù)的功能。（）回轉(zhuǎn)盤。通常工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝卡工件或安裝卡具，因而，一般回轉(zhuǎn)盤上對(duì)稱分布有若干形槽，伸臂式是固定的，但有的也可在的范圍內(nèi)上下傾斜，也有的伸臂僅繞某一中心作圓弧運(yùn)動(dòng)。該變位機(jī)范圍與作業(yè)適應(yīng)性好，但整體穩(wěn)定性差。座式工作臺(tái)連同回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支撐在兩邊的傾斜軸上，工作臺(tái)以焊

16、接速度回轉(zhuǎn)，傾斜軸通過扇形齒輪或液壓缸，多在的范圍內(nèi)恒速傾斜。該機(jī)穩(wěn)定性好，一般不用固定在地面上，搬移方便。工作臺(tái)坐在“”形架上，以預(yù)定的焊接速度回轉(zhuǎn)，“”形架坐在兩側(cè)的機(jī)座上，多雙座式以恒速或所需的焊接速度繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)不僅整體穩(wěn)定性好，而且如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，焊件安放在工作臺(tái)上以后，傾斜運(yùn)動(dòng)的重心將通過或接近傾斜軸線，使傾斜驅(qū)動(dòng)力矩大大減少。因此，重型變位機(jī)多采用這種結(jié)構(gòu)。以上重型大尺寸焊件的翻轉(zhuǎn)變位，多與大型門式焊接操作機(jī)或伸縮臂式焊接操作機(jī)配合使用。翻轉(zhuǎn)減流的要求。如圖所示的變位機(jī)采用的是一種新型的導(dǎo)電裝置，即采用銅棒，使其一端在彈簧的作用下，始終頂向回轉(zhuǎn)盤，另一端帶有螺紋的端頭可有效連接電纜，充分保證焊