|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
焊接机器人在机车车体制造中的应用9 ?+ j$ }/ r. d+ H" i% T
7 ?" f, M3 ?0 K2 h5 K6 k 介绍了焊接机器人在电力机车车体牵引梁、枕梁制造中的应用情况，分析了焊接机器人系统在应用过程中存在的问题，提出了相应的解决措施，同时介绍了一些在实际应用中积累的经验。
8 v, T# r$ s$ w9 u8 v. _$ }7 c, g8 a; B
/ V0 C" h) o6 E/ X4 m! y1 f 引言* J8 O8 h1 X0 {5 M. e
电力机车车体底架的牵引梁、枕梁作为机车的关键部件，其焊接质量好坏直接影响着机车运行的安全。
( h6 I, X- \4 i3 c: e/ p为了提高焊接质量的稳定性。提高生产效率，改善工人的劳动条件和降低劳动强度，株洲电力机车有限公司引进了奥地利IGM焊接机器人，用于枕梁、牵引梁的焊接生产。
* D+ \" T' a# q9 B3 b6 z) w
, S* N: B/ f* q2 j3 Y0 I( b1 IGM焊接机器人系统简介
: k7 `, n* Y2 g7 I( ~ IGM焊接机器人系统由机器人本体、控制系统、变位机、示教器、远程控制盒、跟踪系统、焊接系统和应用软件等组成。
( L' X8 x) k, `& i控制系统采用奔腾CPU及全数字式信号通讯，能够控制机器人6轴、三维龙门机架x ，y，z 轴及变位机轴，能扩展2个外部轴。机器人本体采用6轴肘节式结构。作为人机交换界面的示教器和远程控制盒用来进行机器人控制。跟踪系统采用接触式喷嘴传感器、电弧传感器、ELS激光传感器三种跟踪方式，可实现对V形、单V型、角焊缝、塞焊缝等多种形式焊缝的跟踪。焊接系统采用Fronius TPS5000全数字化控制的逆变焊接电源。另外，系统还配置有高效的焊接烟尘吸收净化装置和自动清枪、剪丝、喷防飞溅油装置。
/ a, M) g2 P5 A; W- a
) b9 b: d7 R9 i5 H% I' I1 T( F2 在机车车体制造中的应用0 c+ U( ~ ?0 m' f3 b8 A
2．1 单轴变位机机器人系统应用于枕梁焊接
# @, o' V4 [% q( R7 o3 V2 i枕梁焊接采用单轴头尾架式变位机。枕梁由上、下盖板、立板和隔板等组焊成箱形结构，组装完毕后对两侧4条焊缝、上下表面直焊缝进行船形焊接。4 n0 C- F+ T0 D, Q5 ^! s8 x
2．2 双轴变位机机器人系统应用于牵引梁焊接- J. Q# v( o/ x) S: m9 w$ o9 m+ q
牵引梁焊接采用2台双轴框架式变位机系统。牵引梁是一个复杂的多箱体结构，组装完毕后进行机器人焊接，由于空问较小，机械手的摆放自由度小，编程时问长，对编程技能要求较高。; S6 O8 y4 r- d) L
$ B7 V6 y F: ]
3 焊接机器人应用中存在的问题和解决措施
" b- j, A/ o1 U* M; w- T) |3 j- Q3．1 焊接缺陷分析及处理9 G S0 p% ^% ~! X+ `5 _; \" `
机器人焊接采用的是富氩混合气体保护焊，焊接过程中出现的焊接缺陷一般有焊偏、咬边、气孔等几种，具体分析如下：
: ]# f& N" _ o1 R5 v (1)出现焊偏可能为焊接的位置不正确或焊枪寻找时出现问题。这时，要考虑TCP(焊枪中心点位置)是否准确，并加以调整。如果频繁出现这种情况就要检查一下机器人各轴的零位置，重新校零予以修正。8 c. C; O- l+ @+ S- b: Q5 t
(2)出现咬边可能为焊接参数选择不当、焊枪角度或焊枪位置不对，可适当调整功率的大小来改变焊接参数，调整焊枪的姿态以及焊枪与工件的相对位置。& J) C: C8 x& n+ I2 m5 U7 p
(3)出现气孔可能为气体保护差、工件的底漆太厚或者保护气不够干燥，进行相应的调整就可以处理。
' k; z: e% e6 K( C4 X9 x (4)飞溅过多可能为焊接参数选择不当、气体组分原因或焊丝外伸长度太长，可适当调整功率的大小来改变焊接参数，调节气体配比仪来调整混合气体比例，调整焊枪与工件的相对位置。
. {% N, R* d2 C (5)焊缝结尾处冷却后形成一弧坑，编程时在工作步中添加埋弧坑功能，可以将其填满。# @4 c9 }( C8 V# B- c
3．2 机器人故障分析与处理3 K$ }. r6 |2 g; z% b! W# Y4 K) O
在焊接过程中机器人系统遇到一些故障，常见的有以下几种：
) y/ O! ?$ o; w' Z# m# h# S (1)发生撞枪。可能是由于工件组装发生偏差或焊枪的TCP不准确，可检查装配情况或修正焊枪TCP。/ P# X: |- g: c5 f2 p. ^
(2)出现电弧故障，不能引弧。可能是由于焊丝没有接触到工件或工艺参数太小，可手动送丝，调整焊枪与焊缝的距离，或者适当调节工艺参数。
7 `% K0 x1 R1 f% ?, j7 ]7 L (3)保护气监控报警。冷却水或保护气供给存有故障，检查冷却水或保护气管路。1 d/ g8 C0 ~/ Q. W/ F
; D2 \+ t3 K6 r7 x, I1 q4 焊接机器人应用经验
4 i/ ^; |0 [8 G; p$ \- ?! k4．1 工件质量 b# z! s+ s& u0 J8 J7 @
作为示教一再现式机器人，要求工件的装配质量和精度必须有较好的一致性。应用焊接机器人应严格控制零件的制备质量，提高焊件装配精度。零件表面质量、坡口尺寸和装配精度将影响焊缝跟踪效果。可以从以下几方面来提高零件制备质量和焊件装配精度。
( y2 J' R7 O1 S (1)编制焊接机器人专用的焊接工艺，对零件尺寸、焊缝坡口、装配尺寸进行严格的工艺规定。一般零件和坡口尺寸公差控制在±0．8 mm，装配尺寸误差控制在±1．5 mm以内，焊缝出现气孔和咬边等焊接缺陷机率可大幅度降低。 ．
& x ~( ^/ a/ ^ (2)采用精度较高的装配工装以提高焊件的装配精度。+ a8 j4 |3 F6 ?4 N
(3)焊缝应清洗干净，无油污、铁锈、焊渣、割渣等杂物，允许有可焊性底漆。否则，将影响引弧成功率。定位焊由焊条焊改为气体保护焊，同时对点焊部位进行打磨，避免因定位焊残留的渣壳或气孔，从而避免电弧的不稳甚至飞溅的产生。! ]: F% p8 x; d" Y
4．2 焊丝的要求: M1 N: T# b* Q+ M
机器人根据需要可选用桶装或盘装焊丝。为了减少更换焊丝的频率，机器人应选用桶装焊丝，但由于采用桶装焊丝，送丝软管很长，阻力大，对焊丝的挺度等质量要求较高。当采用镀铜质量稍差的焊丝时，焊丝表面的镀铜因摩擦脱落会造成导管内容积减小，高速送丝时阻力加大，焊丝不能平滑送出，产生抖动，使电弧不稳，影响焊缝质量。严重时，出现卡死现象，使机器人停机，故要及时清理焊丝导管。
% F- E' P, I0 C* Q J# D* S' G4．3 编程技巧* }& _# |8 D! b3 s' N1 N- l) w% C- d9 {" O
(1)选择合理的焊接顺序。以减小焊接变形、焊枪行走路径长度来制定焊接顺序。) P! y& z. G5 r8 S+ P' ]2 U* s1 }3 D
(2)焊枪空间过渡要求移动轨迹较短、平滑、安全。
$ K) o/ n5 M5 W5 m& n6 }0 g) ^, a (3)优化焊接参数。为了获得最佳的焊接参数，制作工作试件进行焊接试验和工艺评定。: b6 Q8 j9 @; } k6 w5 @
(4)合理的变位机位置、焊枪姿态、焊枪相对接头的位置。工件在变位机上固定之后，若焊缝不是理想的位置与角度，就要求编程时不断调整变位机，使得焊接的焊缝按照焊接顺序逐次达到水平位置，同时，要不断调整机器人各轴位置，合理地确定焊枪相对接头的位置、角度与焊丝伸出长度。工件的位置确定之后，焊枪相对接头的位置通过编程者的双眼观察，难度较大。这就要求编程者善于总结积累经验。
5 e0 A l' ^0 f% `" f (5)及时插入清枪程序。编写一定长度的焊接程序后，应及时插入清枪程序，可以防止焊接飞溅堵塞焊接喷嘴和导电嘴，保证焊枪的清洁，提高喷嘴的寿命，确保可靠引弧、减少焊接飞溅。2 l# r$ T3 a" C6 Q2 N
(6)编制程序一般不能一步到位，要在机器人焊接过程中不断检验和修改程序，调整焊接参数及焊枪姿态等，才会形成一个好程序。
! O% i& C3 ?+ F8 `4．4 运行成本及管理
: N7 z8 i$ c3 K) W! r4 ]# l 进口机器人配件价格较高，应努力从各方面降低运用成本。润滑油可以在国内寻找性能、效用相同的低价替代品。焊接过程加强维护，提高易耗件如喷嘴、导电嘴等的使用寿命。另外，对机器人系统进行预防性的维护，可以有效提高元器件的使用寿命。
, h+ l* A1 [5 |% I8 v( O3 F高素质的管理人员、技术人员和操作人员是机器人充分发挥效率的必要条件。一个企业焊接机器人使用的好坏，很大程度在于人，因此要保证有一支稳定的工作队伍。
' ?$ d5 ^5 G$ ` U
( z0 b/ a$ c6 Y4 P' b' N( s+ \# V5 结束语
$ c- m8 ?% Z+ q; {( z4 [ 焊接机器人在电力机车车体牵引梁、枕梁制造中的应用，大大提高了产品的焊接质量稳定性以及生产效率。焊接机器人应用是一个复杂的、综合的过程，对焊件的设计结构、焊接工艺、零部件质量、焊件的装配质量等各方面提出了新的、更严格的要求。同时，相关工作人员的稳定性也影响着机器人应用的好坏，应当在长期的应用中不断积累经验，以最大程度发挥机器人效益 |
评分
-
查看全部评分
|
发表于 2007-9-14 20:03:20