如果工件在整個焊接過程中*變位,就可以用夾具把工件定位在工作臺面上,這種系統(tǒng)既是較簡單不過的了。但在實(shí)際生產(chǎn)中,更多的工件在焊接時需要變位,使焊縫處在較好的位置(姿態(tài))下焊接。對于這種情況,變位機(jī)與機(jī)器人可以是分別運(yùn)動,即變位機(jī)變位后機(jī)器人再焊接;也可以是同時運(yùn)動,即變位機(jī)一邊變位,機(jī)器人一邊焊接,也就是常說的變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動。這時變位機(jī)的運(yùn)動及機(jī)器人的運(yùn)動復(fù)合,使焊槍相對于工件的運(yùn)動既能滿足焊縫軌跡又能滿足焊接速度及焊槍姿態(tài)的要求。實(shí)際上這時變位機(jī)的軸已成為機(jī)器人的組成部分,這種焊接機(jī)器人系統(tǒng)可以多達(dá)7-20個軸,或更多。較新的機(jī)器人控制柜可以是兩臺機(jī)器人的組合作12個軸協(xié)調(diào)運(yùn)動。其中一臺是焊接機(jī)器人、另一臺是搬運(yùn)機(jī)器人作變位機(jī)用。
對焊接機(jī)器人工作站進(jìn)一步細(xì)分,可得以下四種:
1.1 箱體焊接機(jī)器人工作站是專門針對箱柜行業(yè)中,生產(chǎn)量大,焊接質(zhì)量及尺寸要求高的箱體焊接開發(fā)的機(jī)器人工作站**裝備。
箱體焊接機(jī)器人工作站由弧焊機(jī)器人、焊接電源、焊槍送絲機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)雙工位變位機(jī)、工裝夾具和控制系統(tǒng)組成。該工作站適用于各式箱體類工件的焊接,在同一工作站內(nèi)通過使用不停的夾具可實(shí)現(xiàn)多品種的箱體自動焊接,焊接的相對位置高。由于采用雙工位變位機(jī),焊接的同時,其他工位可拆裝工件,較大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脈沖過渡或CMT冷金屬過渡焊接工藝方式進(jìn)行焊接,使焊接過程中熱輸入量大大減少,保證產(chǎn)品焊接后不變形,通過調(diào)整焊接規(guī)范和機(jī)器人焊接姿態(tài),保證產(chǎn)品焊縫質(zhì)量好,焊縫美觀,特別對于密封性要求高的不銹鋼氣室,焊接后保證氣室氣體不泄露。通過設(shè)置控制系統(tǒng)中的品種選擇參數(shù)并更換工作夾具,可實(shí)現(xiàn)多個品種箱體的自動焊接。
用不同工作范圍的弧焊機(jī)器人和相應(yīng)尺寸的變位機(jī),工作站可以滿足焊縫長度在2000mm左右的各類箱體的焊接要求。焊接速度3-10mm/s,根據(jù)箱體基本材料,焊接工藝采用不同類型的氣體保護(hù)焊。該工作站還廣泛用于電力、電氣、機(jī)械、汽車等行業(yè)。
1.2 不銹鋼氣室機(jī)器人柔性激光焊接加工設(shè)備是針對不銹鋼焊接變形量比較大,密封性要求高的箱體類工件焊接開發(fā)的的柔性機(jī)器人激光焊接加工設(shè)備?!≡摷庸ぴO(shè)備是由機(jī)器人、激光發(fā)生器機(jī)組、水冷卻機(jī)組、激光掃描跟蹤系統(tǒng)、柔性變位機(jī)、工裝夾具、安全護(hù)欄、吸塵裝置和控制系統(tǒng)等組成,通過設(shè)置控制系統(tǒng)中的品種選擇參數(shù)并更換工裝夾具,可實(shí)現(xiàn)多個品種的不銹鋼氣室類工件的自動焊接。
1.3 軸類焊接機(jī)器人工作站是專門針對低壓電器行業(yè)中**式斷路器中的轉(zhuǎn)軸焊接開發(fā)的**設(shè)備,推出了一套**的轉(zhuǎn)軸焊接機(jī)器人工作站。
軸類焊接機(jī)器人工作站由弧焊機(jī)器人、焊接電源、焊槍送絲機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)雙工位變位機(jī)、工裝夾具和控制系統(tǒng)組成。該工作站用于以轉(zhuǎn)軸為基體(上置若干懸臂)的各類工件的焊接,在同一工作站內(nèi)通過使用不同的夾具可實(shí)現(xiàn)多品種的轉(zhuǎn)軸自動焊接。焊接的現(xiàn)對位置精度很高。由于采用雙工位變位機(jī),焊接的同時,其他工位可拆裝工件,較大的提高了效率。
技術(shù)指標(biāo):轉(zhuǎn)軸直徑:Ф10-50mm,長度300-900mm,焊接速度3-5mm/s,焊接工藝采用MAG混合氣體保護(hù)焊,變位機(jī)回轉(zhuǎn),變位精度達(dá)0.05mm。
廣泛應(yīng)用于高質(zhì)量、高精度的以轉(zhuǎn)軸的各類工件焊接,適用于電力、電氣、機(jī)械、汽車等行業(yè)。如果采用手工電弧焊進(jìn)行轉(zhuǎn)軸焊接,工人勞動強(qiáng)度較大,產(chǎn)品的一致性差,生產(chǎn)效率低,僅為2-3件/小時。采用自動焊接工作站后,產(chǎn)量可達(dá)到15-20件/小時,焊接質(zhì)量和產(chǎn)品的一致性也大幅度的提高。
軸類焊接機(jī)器人工作站 低壓電器轉(zhuǎn)軸
1.4 機(jī)器人焊接螺柱工作站
機(jī)器人焊接螺柱工作站針對復(fù)雜零件上具有不同規(guī)格螺柱采用機(jī)器人將螺柱焊接到工件上。該工作站主要由機(jī)器人、螺柱焊接電源、自動送釘機(jī)、機(jī)器人自動螺柱焊槍、變位機(jī)、工裝夾具、自動換槍裝置、自動檢測軟件、控制系統(tǒng)和安全護(hù)欄等組成,通過自動送釘機(jī)將螺柱送到機(jī)器人自動焊槍里面,通過編程將機(jī)器人在工件上示教的路徑,將不同規(guī)格的螺柱焊接到工件上??梢圆捎脙δ芎附踊蚶『附訉⒙葜卫蔚暮附拥焦ぜ希WC焊接精度和焊接強(qiáng)度。焊接效率大約3-10個/分鐘,螺柱規(guī)格:直徑3-8mm,長度:5-40mm。
生產(chǎn)線
焊接機(jī)器人生產(chǎn)線比較簡單的是把多臺工作站(單元)用工件輸送線連接起來組成一條生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線仍然保持單站的特點(diǎn),即每個站只能用選定的工件夾具及焊接機(jī)器人的程序來焊接預(yù)定的工件,在更改夾具及程序之前的一段時間內(nèi),這條線是不能焊其他工件的。
另一種是焊接柔性生產(chǎn)線(FMS-W)。柔性線也是由多個站組成,不同的是被焊工件都裝卡在統(tǒng)一形式的托盤上,而托盤可以與線上任何一個站的變位機(jī)相配合并被自動卡緊。焊接機(jī)器人系統(tǒng)首先對托盤的編號或工件進(jìn)行識別,自動調(diào)出焊接這種工件的程序進(jìn)行焊接。這樣每一個站*作任何調(diào)整就可以焊接不同的工件。焊接柔性線一般有一個軌道子母車,子母車可以自動將點(diǎn)固好的工件從存放工位取出,再送到有空位的焊接機(jī)器人工作站的變位機(jī)上。也可以從工作站上把焊好的工件取下,送到成品件流出位置。整個柔性焊接生產(chǎn)線由一臺調(diào)度計算機(jī)控制。因此,只要白天裝配好足夠多的工件,并放到存放工位上,夜間就可以實(shí)現(xiàn)無人或少人生產(chǎn)了。
工廠選用哪種自動化焊接生產(chǎn)形式,必須根據(jù)工廠的實(shí)際情況及素要而定。焊接專機(jī)適合批量大,改型慢的產(chǎn)品,而且工件的焊縫數(shù)量較少、較長,形狀規(guī)矩(直線、圓形)的情況;焊接機(jī)器人系統(tǒng)一般適合中、小批量生產(chǎn),被焊工件的焊縫可以短而多,形狀較復(fù)雜。柔性焊接線特別適合產(chǎn)品品種多,每批數(shù)量又很少的情況,目前國外企業(yè)正在大力推廣無(少)庫存,按訂單生產(chǎn)(JIT)的管理方式,在這種情況下采用柔性焊接線是比較合適的。
在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用
焊接機(jī)器人目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè),汽車底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、以及液力變矩器等焊接,尤其在汽車底盤焊接生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。豐田公司已決定將點(diǎn)焊作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量,因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)。在短距離內(nèi)的運(yùn)動時間也大為縮短。該公司較近推出一種高度低的點(diǎn)焊機(jī)器人,用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點(diǎn)焊機(jī)器人還可以與較高的機(jī)器人組裝在一起,共同對車體上部進(jìn)行加工,從而縮短了整個焊接生產(chǎn)線長度。國內(nèi)生產(chǎn)的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件,主要構(gòu)件采用沖壓焊接,板厚平均為1.5~4mm,焊接主要以搭接、角接接頭形式為主,焊接質(zhì)量要求相當(dāng)高,其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應(yīng)用機(jī)器人焊接后,大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量,并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動強(qiáng)度,改善了勞動環(huán)境。
在水下的應(yīng)用
作為海洋工程裝備技術(shù)的重要組成部分,海洋焊接如今已成為海洋資源開發(fā)和海洋工程建設(shè)不可缺少的基礎(chǔ)和支撐技術(shù)。經(jīng)過大量的工藝試驗(yàn)和配方調(diào)整,研發(fā)的焊接材料以及水下焊接**設(shè)備,已成功應(yīng)用于勝利油田海上采油平臺、港珠澳大橋等海洋工程。
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