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什么是弧焊机器人?

发布时间:2021-04-15 发布时间:
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弧焊机器人是指用于进行自动弧焊的工业机器人,其组成和原理与点焊机器人基本相同,在 20 世纪 80 年代中期,哈尔滨工业大学的蔡鹤皋、吴林等教授研制出了中国第一台弧焊机器人——华宇 -Ⅰ型弧焊机器人。

弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域,国际大弧焊机器人型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。

一般的弧焊机器人是由示教盒、控制盘、机器人本体及自动送丝装置、焊接电源等部分组成。可以在计算机的控制下实现连续轨迹控制和点位控制。还可以利用直线插补和圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝。弧焊机器人主要有熔化极焊接作业和非熔化极焊接作业两种类型,具有可长期进行焊接作业、保证焊接作业的高生产率、高质量和高稳定性等特点。随着技术的发展,弧焊机器人人正向着智能化的方向发展。

弧焊机器人系统基本组成为:机器人本体、控制系统、示教器、焊接电源、焊枪、焊接夹具、安全防护设施。

系统组成还可根据焊接方法的不同以及具体待焊工件焊接工艺要求的不同等情况,选择性扩展以下装置:送丝机、清枪剪丝装置、冷却水箱、焊剂输送和回收装置(SAW 时)、移动装置、焊接变位机、传感装置、除尘装置等。

弧焊机器人特点

弧焊机器人主要有熔化极焊接作业和非熔化极焊接作业两种类型,具有可长期进行焊接作业、保证焊接作业的高生产率、高质量和高稳定性等特点。其工序要比点焊机器人的工序复杂,由工具中心点(TCP),即焊丝端头的运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。所以,弧焊用机器人还必须具备一些适合弧焊要求的功能。

虽然从理论上讲,有 5 个轴的机器人就可以用于电弧焊,但是对复杂形状的焊缝,用 5 个轴的机器人会有困难。因此,除非焊缝比较简单,否则应尽量选用 6 轴机器人。

弧焊机器人在作“之”字形拐角焊或小直径圆焊缝焊接时,其轨迹应能贴近示教的轨迹,此外还应具备不同摆动样式的软件功能,供编程时选用,以便作摆动焊,而且摆动在每一周期中的停顿点处,机器人也应自动停止向前运动,以满足工艺要求。此外,还应有接触寻位、自动寻找焊缝起点位置、电弧跟踪及自动再引弧功能等。

焊接机器人应用领域广泛,工业机器人与自动化成套装备是生产过程的关键设备,可用于制造、安装、检测、物流等生产环节,并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC 装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业,应用领域非常广泛。

三种焊接方法

1、气体保护电弧焊:

利用氩气作为焊接区域保护气体的氩弧焊、利用二氧化碳作为焊接区域保护气体的二氧化碳保护焊等,均属于气体保护电弧焊。

其基本原理是在以电弧为热源进行焊接时,同时从喷枪的喷嘴中连续喷出保护气体把空气与焊接区域中的熔化金属隔离开来,以保护电弧和焊接熔池中的液态金属不受大气中的氧、氮、氢等污染,以达到提高焊接质量的目的。

2、钨极氩弧焊:

以高熔点的金属钨棒作为焊接时产生电弧的一个电极,并处在氩气保护下的电弧焊,常用于不锈钢、高温合金等要求严格的焊接。

3、等离子电弧焊:

由钨极氩弧焊发展起来的一种焊接方法,等离子弧是离子气被电离产生高温离子气流,从喷嘴细孔中喷出,经压缩形成细长的弧柱,高于常规的自由电弧,如:氩弧焊仅达 5000-8000K。由于等离子弧具有弧柱细长,能量密度高的特点,因而在焊接领域有着广泛的应用。

三种气体保护焊

弧焊机器人多采用气体保护焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制,而焊接电源多为模拟控制,所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。

近年来,国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备,这些焊接设备内已经播人相应的接口板、所以上图的弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。

应该指出,在弧焊机器人工作周期中电弧时间所占的比例较大,因此在选择焊接电源时,一般应按持续率 100%来确定电源的容量。

1、MIG 焊(熔化极气体保护电弧焊):

这种焊接方法是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源,由焊炬嘴喷出的气体来保护电弧进行焊接的。惰性气体一般为氩气。

2、TIG 焊(惰性气体钨极保护焊):

TIG 焊的热源为直流电弧,工作电压为 10~15 伏,但电流可达 300 安培,把工件作为正极,焊炬中的钨极作为负极。 惰性气体一般为氩气。

3、MAG 焊(熔化极活性气体保护焊):

熔化极活性气体保护焊是采用在惰性气体中加入一定量的活性气体,如 O2、CO2 等作为保护气体。



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