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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、消聲器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。該公司近來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。近年來,國外機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設(shè)備,這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)播人相應(yīng)的接口板、所以在圖1a中的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。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。
弧焊過程比點(diǎn)焊過程要復(fù)雜得多,工具中心點(diǎn)(TCP),也就是焊絲端頭的運(yùn)動軌跡、焊槍姿態(tài)、焊接參數(shù)都要求準(zhǔn)確控制。所以,弧焊用機(jī)器人除了前面所述的一般功能外,還必須具備一些適合弧焊要求的功能。雖然從理論上講,有5個軸的機(jī)器人就可以用于電弧焊,但是對復(fù)雜形狀的焊縫,用5個軸的機(jī)器人會有困難。經(jīng)過大量的工藝試驗和配方調(diào)整,研發(fā)的焊接材料以及水下焊接專用設(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。因此,除非焊縫比較簡單,否則應(yīng)盡量選用6軸機(jī)器人。
焊接機(jī)器人按結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系來分
1) 直角坐標(biāo)型 這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和控制方案與機(jī)床類似,其到達(dá)空間位置的三個運(yùn)動(x、y、z)是由直線運(yùn)動構(gòu)成,這種形式的機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動學(xué)模型簡單,各軸線位移分辨率在操作容積內(nèi)任一點(diǎn)上均為恒定,控制精度容易提高;缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)龐大,工作空間小,操作靈活性較差。簡易和專用焊接機(jī)器人常采用這種形式。2) 圓柱坐標(biāo)型 這類機(jī)器人在基座水平轉(zhuǎn)臺上裝有立柱,水平臂可沿立柱作上下運(yùn)動并可在水平方向伸縮。這種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)點(diǎn)是末端操作可獲得較高速度,缺點(diǎn)是末端操作器外伸離開立柱軸心愈遠(yuǎn),其線位移分辨精度愈低。3) 球坐標(biāo)型 與圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)相比較,這種結(jié)構(gòu)形式更為靈活。但采用同一分辨率的碼盤檢測角位移時,伸縮關(guān)節(jié)的線位移分辨率恒定,但轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)反映在末端操作器上的線位移分辨率則是個變量,增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。4) 全關(guān)節(jié)型 全關(guān)節(jié)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類似人的腰部和手部,其位置和姿態(tài)全部由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實現(xiàn),其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)緊湊,靈活性好,占地面積小,工作空間大,可獲得較高的末端操作器線速度;其缺點(diǎn)是運(yùn)動學(xué)模型復(fù)雜,高的精度控制難度大,空間線位移分辨率取決于機(jī)器人手臂的位姿。側(cè)置式(擺式)結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是上、下臂的活動范圍大,使機(jī)器人的工作空間幾乎能達(dá)一個球體。
焊接機(jī)器人:機(jī)器人焊接過程中常見的缺陷 雖然焊接機(jī)器人采用的是富ya氣體保護(hù)焊或埋弧焊等先進(jìn)、高1效新工藝,但是焊接過程中會出現(xiàn)一些焊接缺陷,例如焊偏、咬邊、氣孔等幾種,具體分析如下:1、出現(xiàn)氣孔可能為氣體保護(hù)差、工件的底漆太厚或者保護(hù)氣不夠干燥,進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整就可以處理。2、飛濺過多可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長,可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來改變焊接參數(shù),調(diào)節(jié)氣體配比儀來調(diào)整混合氣體比例,調(diào)整焊槍與工件的相對位置。3、出現(xiàn)咬邊可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、角度或位置不對,可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來改變焊接參數(shù),調(diào)整焊接時工件的相對位置。4、焊縫結(jié)尾處冷卻后形成一弧坑,編程時在工作中添加埋弧坑功能,可以將其填滿。5、出現(xiàn)焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現(xiàn)問題。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。這時,要考慮TCP(焊槍中心點(diǎn)位置)是否準(zhǔn)確,并加以調(diào)整。如果頻繁出現(xiàn)這種情況就要檢查一下焊機(jī)器人各軸的零位置,重新校零予以修正。