全自动焊接机械手应用技术是机器人技术、焊接技术和系统工程技术的融合,焊接机器人能否在实际生产中得到应用,发挥其优越性,取决于这几方面技术的共同提高,而系统工程技术是机器人技术和焊接技术的粘合剂。目前,焊接工艺正以惊人的发展速度成为工业生产中的主流工艺,而焊接质量和焊接生产率是任何企业都不能忽视的问题,因而焊接机器人的广泛应用势在必行。过去,由于国内缺乏专业技术人才,对机器人的应用缺乏深层次的开发和利用,使它的利用效率远没有很好地体现出来。如今,这种状况正在迅速地改变。1.柔性
机器人是数控立体作业机床,具有六个自由度,不仅可以实现焊枪位置的可达性,还可以实现焊枪的角度变化。虽然它的精度不能与传统的机床相比,但对于焊接生产而言,机器人的重复定位精度已完成能够胜任。
从经营角度看,设备的购入与产出平衡对企业来说非常重要,加之市场的影响,产品的更新换代周期相对缩短。如果采用焊接专机进行焊接生产,在产品换型时,焊接专机很难快速地适应产品的变化,从而阻碍了新产品的推出速度,这种延误极有可能严重影响企业的快速发展。采用机器人进行焊接生产,企业只需编制一个新程序即可实现新产品的投产,可使企业在市场上抢得先机。
2.人机对话
人机对话意味着自动化程度的提高,同时也给我们带来了效率和效益。人机对话是“指令”和“传感”的交流,它的发展依赖于传感技术的发展。目前在焊接机器人工作站上,已经有越来越多的各种传感器得到使用,比如,借助电流检出装置,可以实现焊接过程的跟踪;利用视觉传感器,可以实现焊缝位置的检测。
3.在中国的应用特点
(1)我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等行业。汽车是焊接机器人的 用户,也是 早的用户,汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的76%。在汽车行业中,点焊机器人与弧焊机器人的比例为3:2,而其他行业大都是以弧焊机器人为主。
(2)20世纪90年代以来, 技术、生产
全自动焊接机械手设备及工艺装备的引进使我国的汽车制造水平讯速提高到规模化生产,国外焊接机器人大量进入中国。
(3)我国的焊接装备水平、前后道工序设备的制造水平及系统集成能力与国外仍然存在很大差距,这直接制约了机器人在国内其它行业的发展。
(4)大家对机器人的理解还远远不够,一些人对它要求太高,片面认为无论什么产品,它都可以进行焊接。机器人使用的好坏代表一个企业的制造水平,因此,企业必须提高从制造水平才能满足机器人焊接的生产要求。
焊接机器人的应用技术分析
1.机器人与焊接设备共同发展
焊接机器人应用技术是机器人技术、焊接技术和系统工程技术的融合,焊接机器人能否在实际生产中得到应用,发挥其优越性,取决于这几方面技术的共同提高,而系统工程技术是机器人技术和焊接技术的粘合剂。以安川电机的MOTOMAN机器人为例,过去几代机器人的发展都是围绕焊接设备完成多项焊接专用功能的开发,如焊接参数的渐变调节功能、TIG焊接时利用摆焊同步技术进行的断续填丝焊接功能、弧焊传感器(电弧跟踪)功能及焊接实时监控功能等,都是焊接工艺的需求促使下的开发。
同样地,焊接设备制造商为了实现机器人自动化焊接,在焊接电源的设计上也做了许多改进,如、机器人可检出焊缝位置使用的高电压,焊接电源做到了内置;与机器人的通信接口方面,现在许多焊机制造商都采用了方便快捷的通信接口。
2.焊接机器人在提高生产效率方面的应用
(1)提高精度,确保高速焊接
企业在生产中应用机器人意味着追求高效率、高焊接质量,因此各机器人厂家都在焊接速度上寻求突破,而机器人在轨迹控制上的高精度是高速焊接的可靠保证。
(2)双机协调焊接功能
有时我们会遇到长形工件,焊缝分布在工件的两端,若采用1台机器人进行焊接,会出现因两端不同时焊接而造成焊接变形不一致,从而使工件在长度方向上扭转变形,焊接后的工件难以符合尺寸要求。针对这种类型的工件,我们常采用2台机器人同时协调焊接的方式,这就促生了两台机器人双机协调焊接技术。在汽车后桥和消声器的焊接中,经常会使用到该项技术。
2台机器人对应1个由机器人外部轴驱动的变位机,在变位机顺长摆放的工件上有两个镜像对称的部件,两条相似的环焊缝需要两台机器人在变位机旋转的同时实现同步协调焊接,通过这种方式可以将焊接生产的效率提高1倍。
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