焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)工業(yè)機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義,工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動控制操作機(jī)(Manipulator),具有三個或更多可編程的軸,用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途,機(jī)器人最后一個軸的機(jī)械接口,通常是一個連接法蘭,可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的,使之能進(jìn)行焊接,切割或熱噴涂。
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,自動焊接機(jī)器人, 從60年代開始用于生產(chǎn)以來,其技術(shù)已日益成熟,主要有以下優(yōu)點(diǎn):
1)穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,能將焊接質(zhì)量以數(shù)值的形式反映出來;
2)提高勞動生產(chǎn)率;
3)改善工人勞動強(qiáng)度,可在有害環(huán)境下工作;
4)降低了對工人操作技術(shù)的要求;
5)縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期,減少相應(yīng)的設(shè)備投資。
因此,在各行各業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用。
焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點(diǎn)焊為例,則由焊接電源,(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機(jī)器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng),如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。
焊接機(jī)器人可以從以下幾方面提高生產(chǎn)效率:
(1)提高精度,確保高速焊接
企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)器人意味著追求高效率、高焊接質(zhì)量,因此各機(jī)器人廠家都在焊接速度上尋求突破,而機(jī)器人在軌跡控制上的高精度是高速焊接的可靠保證。
(2)雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接功能
有時(shí)我們會遇到長形工件,焊縫分布在工件的兩端,若采用1臺機(jī)器人進(jìn)行焊接,會出現(xiàn)因兩端不同時(shí)焊接而造成焊接變形不一致,從而使工件在長度方向上扭轉(zhuǎn)變形,焊接后的工件難以符合尺寸要求。針對這種類型的工件,我們常采用2臺機(jī)器人同時(shí)協(xié)調(diào)焊接的方式,這就促生了兩臺機(jī)器人雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接技術(shù)。在汽車后橋和消聲器的焊接中,經(jīng)常會使用到該項(xiàng)技術(shù)。
2臺機(jī)器人對應(yīng)1個由機(jī)器人外部軸驅(qū)動的變位機(jī),在變位機(jī)順長擺放的工件上有兩個鏡像對稱的部件,兩條相似的環(huán)焊縫需要兩臺機(jī)器人在變位機(jī)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)同步協(xié)調(diào)焊接,通過這種方式可以將焊接生產(chǎn)的效率提高1倍。
(3)點(diǎn)焊機(jī)器人的優(yōu)勢
如果說弧焊機(jī)器人的使用大大提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和焊接效率,點(diǎn)焊機(jī)器人則具有更多的優(yōu)勢,帶來的經(jīng)濟(jì)效益也更加可觀,主要體現(xiàn)在:
a.機(jī)器人點(diǎn)焊時(shí),大多采用鉗體與變壓器一體化方式,變壓器的容量可以減小到1/3~1/4,節(jié)約了能源,并且極大地減輕了操作者繁重的體力勞動。
b.點(diǎn)焊機(jī)器人有更多的控制方式控制焊鉗壓力和焊接條件的自動切換,針對不同打點(diǎn)位置可輕松實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的焊接時(shí)序,大大提高了打點(diǎn)質(zhì)量,避免了焊點(diǎn)漏打、多打及位置不準(zhǔn)確等問題。
c.點(diǎn)焊機(jī)器人在打點(diǎn)效率上的優(yōu)勢明顯,可提高效率8~10倍。我們有一個客戶,設(shè)備臨時(shí)出現(xiàn)故障,由于當(dāng)時(shí)工期緊,他們臨時(shí)采用手工來點(diǎn)焊同樣的工件,結(jié)果4把手工焊鉗在兩個輪班只能生產(chǎn)40件,而機(jī)器人正常生產(chǎn)時(shí),在一個輪班就能完成90件左右。
d.點(diǎn)焊機(jī)器人可以使用機(jī)器人的一些獨(dú)有技術(shù)進(jìn)一步對焊接時(shí)序進(jìn)行精確控制,使焊接效率和焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高。如,電動焊鉗在機(jī)器人上的使用不僅僅是加壓方式的改變,其優(yōu)勢更體現(xiàn)在機(jī)器人對它的行程的控制方面:①可以根據(jù)焊點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)理想的行程;②焊接過程中可以分段控制焊鉗壓力;③可以控制焊接條件輸出的時(shí)間節(jié)點(diǎn);④可以運(yùn)用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式,大大縮短了示教時(shí)間。
此外,焊接機(jī)器人的實(shí)用功能還有很多,并已經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn),為提高焊接生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量帶來了明顯的效果。同時(shí),每個機(jī)器人廠家對各種功能的開發(fā)也各有特點(diǎn),可以說,在這個舞臺上,各種各樣的先進(jìn)技術(shù)始終在不斷涌現(xiàn),異彩紛呈。
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,自動焊接機(jī)器人, 從60年代開始用于生產(chǎn)以來,其技術(shù)已日益成熟,主要有以下優(yōu)點(diǎn):
1)穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,能將焊接質(zhì)量以數(shù)值的形式反映出來;
2)提高勞動生產(chǎn)率;
3)改善工人勞動強(qiáng)度,可在有害環(huán)境下工作;
4)降低了對工人操作技術(shù)的要求;
5)縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期,減少相應(yīng)的設(shè)備投資。
因此,在各行各業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用。
焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點(diǎn)焊為例,則由焊接電源,(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機(jī)器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng),如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。
焊接機(jī)器人可以從以下幾方面提高生產(chǎn)效率:
(1)提高精度,確保高速焊接
企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)器人意味著追求高效率、高焊接質(zhì)量,因此各機(jī)器人廠家都在焊接速度上尋求突破,而機(jī)器人在軌跡控制上的高精度是高速焊接的可靠保證。
(2)雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接功能
有時(shí)我們會遇到長形工件,焊縫分布在工件的兩端,若采用1臺機(jī)器人進(jìn)行焊接,會出現(xiàn)因兩端不同時(shí)焊接而造成焊接變形不一致,從而使工件在長度方向上扭轉(zhuǎn)變形,焊接后的工件難以符合尺寸要求。針對這種類型的工件,我們常采用2臺機(jī)器人同時(shí)協(xié)調(diào)焊接的方式,這就促生了兩臺機(jī)器人雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接技術(shù)。在汽車后橋和消聲器的焊接中,經(jīng)常會使用到該項(xiàng)技術(shù)。
2臺機(jī)器人對應(yīng)1個由機(jī)器人外部軸驅(qū)動的變位機(jī),在變位機(jī)順長擺放的工件上有兩個鏡像對稱的部件,兩條相似的環(huán)焊縫需要兩臺機(jī)器人在變位機(jī)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)同步協(xié)調(diào)焊接,通過這種方式可以將焊接生產(chǎn)的效率提高1倍。
(3)點(diǎn)焊機(jī)器人的優(yōu)勢
如果說弧焊機(jī)器人的使用大大提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和焊接效率,點(diǎn)焊機(jī)器人則具有更多的優(yōu)勢,帶來的經(jīng)濟(jì)效益也更加可觀,主要體現(xiàn)在:
a.機(jī)器人點(diǎn)焊時(shí),大多采用鉗體與變壓器一體化方式,變壓器的容量可以減小到1/3~1/4,節(jié)約了能源,并且極大地減輕了操作者繁重的體力勞動。
b.點(diǎn)焊機(jī)器人有更多的控制方式控制焊鉗壓力和焊接條件的自動切換,針對不同打點(diǎn)位置可輕松實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的焊接時(shí)序,大大提高了打點(diǎn)質(zhì)量,避免了焊點(diǎn)漏打、多打及位置不準(zhǔn)確等問題。
c.點(diǎn)焊機(jī)器人在打點(diǎn)效率上的優(yōu)勢明顯,可提高效率8~10倍。我們有一個客戶,設(shè)備臨時(shí)出現(xiàn)故障,由于當(dāng)時(shí)工期緊,他們臨時(shí)采用手工來點(diǎn)焊同樣的工件,結(jié)果4把手工焊鉗在兩個輪班只能生產(chǎn)40件,而機(jī)器人正常生產(chǎn)時(shí),在一個輪班就能完成90件左右。
d.點(diǎn)焊機(jī)器人可以使用機(jī)器人的一些獨(dú)有技術(shù)進(jìn)一步對焊接時(shí)序進(jìn)行精確控制,使焊接效率和焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高。如,電動焊鉗在機(jī)器人上的使用不僅僅是加壓方式的改變,其優(yōu)勢更體現(xiàn)在機(jī)器人對它的行程的控制方面:①可以根據(jù)焊點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)理想的行程;②焊接過程中可以分段控制焊鉗壓力;③可以控制焊接條件輸出的時(shí)間節(jié)點(diǎn);④可以運(yùn)用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式,大大縮短了示教時(shí)間。
此外,焊接機(jī)器人的實(shí)用功能還有很多,并已經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn),為提高焊接生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量帶來了明顯的效果。同時(shí),每個機(jī)器人廠家對各種功能的開發(fā)也各有特點(diǎn),可以說,在這個舞臺上,各種各樣的先進(jìn)技術(shù)始終在不斷涌現(xiàn),異彩紛呈。