焊接機器人編程與維護（初級） 課件 項目二 焊接機器人系統(tǒng)選型配置

項目二焊接機器人系統(tǒng)選型配置CONTENTS1任務2.1機器人焊接工藝分析2任務2.2焊接機器人系統(tǒng)選型證書技能要求焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級要求（初級）2.1.1能根據(jù)焊接任務，分析影響機器人焊接的主要因素2.1.2能根據(jù)焊接位置、坡口及接頭形式，選用適合機器人焊接的工藝方法2.1.3能根據(jù)焊接位置、坡口及接頭形式，調整焊槍角度及焊絲干伸長2.1.4能根據(jù)焊接位置、坡口及接頭形式，選配機器人焊接相關功能2.1.5能根據(jù)焊接缺陷類型，分析產(chǎn)生原因及預防措施2.2.1能根據(jù)自動焊組成要素，熟知焊接機器人基本組成2.2.2能根據(jù)設備說明書，熟知焊接機器人主要技術指標含義2.2.3能根據(jù)設備說明書，熟知焊接電源主要技術指標含義2.2.4能根據(jù)焊接要求，熟知周邊設備與防護裝置2.3.1能根據(jù)焊接工藝和技術指標，選擇焊接機器人2.3.2能根據(jù)焊接工藝和技術指標，選擇焊槍電源及焊槍2.3.3能根據(jù)焊接工藝和技術指標，選配周邊設備2.3.4能根據(jù)機器人焊接安全規(guī)范，選配安全防護裝置項目目標熟知常用的焊接方法和焊接坡口形式。熟知影響機器人焊接質量的主要因素。熟知常見的焊接缺陷及產(chǎn)生的原因。熟知焊接機器人系統(tǒng)基本組成及組成設備的主要技術指標。能根據(jù)焊接任務要求，選擇合適的焊接工藝方法。能根據(jù)焊接任務要求，選配焊接機器人系統(tǒng)。能根據(jù)焊接任務要求，選配周邊設備。能根據(jù)安全操作規(guī)范，選配安全防護裝置。知識目標能力目標學習導圖機器人焊接工藝分析任務2.1任務描述在制訂機器人焊接工藝前，首先要對被焊工件和焊材有著充分的了解，根據(jù)焊件的技術要求，通過工藝分析，運用機器人焊接工藝知識來擬定機器人的焊接方案，并充分考慮焊接順序、關鍵點的處理、焊槍角度及機器人的姿態(tài)等問題。本任務以挖掘機動臂機器人焊接為例，進行焊接工藝分析。知識準備2.1.1常用機器人焊接工業(yè)方法知識準備根據(jù)設計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀和尺寸的溝槽，稱為坡口。根據(jù)板厚不同，對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成V形、X形、K形和U形等坡口。2.1.2常見焊接位置、焊接坡口及焊接接頭形式知識準備焊接過程中在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象，稱為焊接缺陷。焊接過程中產(chǎn)生的焊接缺陷可通過調整焊接工藝參數(shù)和焊接順序，規(guī)范機器人編程等措施進行預防和改進。2.1.3焊接缺陷知識準備在操作焊接設備（系統(tǒng)）進行手工焊接和自動焊接時會受到各種條件的影響和制約。2.1.4影響機器人焊接的主要因素知識準備焊接方向是指操作者或機器人焊接時采用由右向左焊接還是由左向右焊接。稱為左向焊法，焊槍噴嘴與焊接方向呈鈍角（>90°）稱為右向焊法，焊槍噴嘴與焊接方向呈銳角（<90°）焊接角度是焊槍與母材之間在焊接時形成的角度2.1.5焊接角度、焊接方向、焊接位置與焊縫成形知識準備對接焊縫焊接方向與焊接角度對焊縫成形的影響角焊縫焊接方向與焊接角度對焊縫成形的影響知識準備影響焊縫成形質量的操作因素有：焊件傾斜角度、焊槍行走角度、角焊縫焊槍行走角度、焊絲干伸長度、焊絲指向位置、焊接規(guī)范等。焊件傾斜角度對焊縫成形的影響（箭頭表示熔接方向）焊槍行走角度對焊縫成形的影響知識準備角焊縫焊槍行走角度對焊縫成形的影響焊絲干伸長度對焊縫成形的影響知識準備焊絲指向位置對焊縫成形的影響焊接規(guī)范對焊縫成形的影響知識準備2.1.6機器人與焊接工藝功能知識準備擺焊作業(yè)

是一種焊槍在沿焊縫方向前進的同時，進行橫向、有規(guī)律擺動的焊接工藝。采用擺焊不僅能增加焊縫寬度，提高焊接強度，而且還能改善根部透度和結晶性能。因此，擺焊在金屬材料角焊以及中、厚板坡口寬的焊接作業(yè)時廣泛應用。知識準備機器人在進行擺焊作業(yè)時需設定擺焊坐標系、擺焊方向、擺焊操作角、擺焊隆起量等參數(shù)。a）擺焊坐標系b）擺焊方向c）擺焊操作角d）擺焊中央隆起量e）擺焊角度f）擺焊圓半徑任務實施實施前準備挖掘機動臂技術圖樣、動臂數(shù)模等基礎資料、動臂焊件實物。為方便實操學習，挖掘機動臂按1：50比例縮小。任務實施實施步驟實施步驟工藝分析工藝確定1.材質分析動臂結構件材料為Q345D及35鋼焊接工藝方法為熔化極惰性氣體保護焊焊絲為ER50-6（φ1.2mm）2.焊件尺寸誤差分析由于焊件重復定位精度遠不能滿足±0.5mm，為保證焊接質量，需采用輔助功能。采用擺焊功能、接觸式焊縫尋位功能、電弧跟蹤功能3.定位焊縫分析自動焊接前需在工裝上進行定位和固定，以保證焊接尺寸要求定位焊縫長度（L）：20mm≤

L≤350mm焊縫間距（d）：150mm≤

d≤300mm4.焊接坡口分析焊接相同部位焊縫，焊接參數(shù)和焊縫填充量均一致。在實際焊接過程中，下料件尺寸及拼焊存在累計誤差對接焊縫坡口根部間隙保證在3～6mm，編程則以坡口根部問隙4.5mm為基準5.焊接變形及預防措施焊接時，由于局部高溫加熱導致在動臂內部產(chǎn)生焊接應力與變形采用機器人擺焊功能及合理編排焊接順序焊接機器人系統(tǒng)選型任務2.2任務描述以挖掘機動臂為例，根據(jù)中、厚板部件的焊接特點以及動臂產(chǎn)品的尺寸要求和焊接要求，對焊接機器人系統(tǒng)配置、示教編程和焊接作業(yè)對中、厚板焊接機器人系統(tǒng)提出如下要求。選用的機器人運動半徑、重復定位精度應覆蓋動臂的焊接范圍，達到自動焊接要求選用的焊接機器人系統(tǒng)應具備解決“示教量大，示教修改頻繁”問題的性能，需要有減輕作業(yè)者負擔的操作性和應答性選用的焊接機器人系統(tǒng)應能適應工件的裝配誤差、安裝夾具、變位器的誤差等因素選用的焊接機器人系統(tǒng)應能滿足多層多道焊要求知識準備焊接機器人系統(tǒng)主要由焊接機器人、焊接電源和焊槍組成，根據(jù)焊接任務不同搭載不同的周邊設備和安全防護裝置，實現(xiàn)各種有色金屬的機器人焊接嗎，可降低勞動強度，提高產(chǎn)品質量。焊接機器人——主要完成焊接產(chǎn)品的焊接軌跡生成焊接電源和焊槍——主要完成產(chǎn)品的接焊知識準備主要技術指標焊接機器人主要技術指標——機構形式、控制軸數(shù)、手腕部最大負載、可達半徑（活動半徑）、重復定位精度、最大運動速度、最大動作范圍和安裝方式焊接電源主要技術指標——焊機類別、應用范圍、工藝特性、額定焊接電流、額定負載持續(xù)率、與機器人的通信方式焊槍主要技術指標——焊槍類別、冷卻方式、專有功能、焊槍額定電流、焊槍暫載率、槍頸彎曲角度、焊接電流接口形式任務實施挖掘機動臂焊接機器人系統(tǒng)選型步驟實施步驟分析焊接任務要求結論1.焊接機器人選型①由于動臂焊縫形式和焊縫位置多樣，焊縫偏離較遠，所以選擇6軸機器人，臂展為1400mm的焊接機器人即可滿足要求②機器人手腕負載一般為焊槍、線纜、冷卻水管、氣管、送絲機及其他附件，因此負載一般為3-12kg③根據(jù)任務要求，采用外部軸協(xié)調變位機根據(jù)產(chǎn)品要求和機器人制造商產(chǎn)品說明，本項目選用FANUCM-10iD/12焊接機器人2.焊接電源選型此次動臂焊接采用焊接工藝方法為MIG，故選擇MIG焊機MIG500焊接電源3.焊槍選型焊槍的類別根據(jù)焊機配置MIG焊槍。由于動臂板比較厚，焊接時輸出的焊接電流大，冷卻方式應選擇水冷HK5004.焊