对于机器人在压力机机身自动焊接中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com代焊接dern．~eld机器人在压力机机身自动焊接中的应用ⅡiG黜i⑩皿0~XebeC：ssMachine珊⑩衄龇We~．diag文／胡文强高向东孙友松肖小亭张艳喜李振石阮卫平全方红(1一广东工业大学机~-r程学院；2一广东锻压机床厂有限公司)摘要：压力机机身焊接强度高，工作环境恶劣，实现机器人自动化焊接则可有效提高焊接质量和效率。本文针对压力机机身质量和尺寸大、焊缝分布在半封闭三维空间的情况，利用机器人、龙门架以及变位机十轴联动控制技术，实现压力机机身的自动焊接。自动焊接系统不仅有自动寻位、电弧跟踪、多层多道焊等功能，而且显著提高了焊接质量，缩短了

2、生产周期，减轻工人劳动强度，实现了压力机制造工程的焊接自动化。关键词：焊接机器人；焊缝跟踪i压力机机身随着生产质量和效率要求的不断提高，压中，应用机器人焊接有显著的优势。力机产品也越来越多地采用焊接结构，以焊代铸，以焊代锻，以焊代切割已成为压力机制造1机器人自动焊接系统业总的发展趋势翻。以开式压力机机身焊接为例，机器人焊接压力机机身特点主要有：1、尺寸大，质量系统由倒挂式6轴机器人、3轴机器人龙门架、大。开式压力机机身高能达到4m以上，有些焊单轴头尾架机器人变位机及焊接电源系统组合缝需要工人在4m多高的机身上焊接，即不方便而成，总轴数为10轴。六轴机器人和龙门架配又存在安全隐患。机身自

3、身重量能达10吨以上，合使用，使得机器人工作系统有最大限度的工需要大吨位的行车吊动，耗时而危险。2、半封作范围和柔性，适合焊接大型复杂机身工件的闭式结构，很多焊缝在机身内部，焊枪不容易三维空间焊缝，如图1所示。达到。有些焊缝需要人钻进机身里面才能焊到。在密闭的环境里焊接，粉尘大，空气不流通，工人得职业病的风险更高。3、三维焊缝多而杂。焊缝分布在整个三维空间，焊缝有100条以上，需要多个工位对分布在不同地方的焊缝进行焊接。4、板厚不一，使焊接工艺更复杂，不同的板厚焊接工艺、参数有所不同。5、焊缝形状各异，有直线形、圆周形等。压力机机身结构的这些特点使得人工焊接存在诸多不便。随着机器人技术

4、的发展，机器人焊接逐步应用于重工业以及大型机身制造过程，在压力机机身制造图1压力机机身机器人焊接系统作者简介：胡文强(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为焊接自动控制。J一2O现代焊接2013年第3期总第123期学兔兔www.xuetutu.com搋基1．1焊接机器人度不高，示教机器人还应具备自动寻位功能。焊接机器人主要分为13系、欧系和国产三一旦示教完成，机器人在正常焊接生产时能够类。焊接机器人由于工作条件等原因，应具备自动寻找焊接起点，而不受装夹误差的影响。防碰撞、重复定位精度高、接触传感等基本功自动寻位功能能降低对夹具精度以及安装精度能。对于大型工件如压力机机身，6关节机器人

5、的要求，降低外界对焊接过程的干扰，保障焊还应该达到一定的工作半径，具备多层多道焊接顺利进行。控制功能，以适应中厚板焊接。2．2电弧传感焊缝跟踪1．2焊接电源精确的焊缝跟踪是实现压力机机身焊接自动采用DSP全数字化脉冲焊接电源，焊接电流化的一项关键技术，直接影响到焊接的质量。范围5～520A。预置优化的专家焊接参数系统。焊缝跟踪传感器是焊缝跟踪系统最主要的组成程序中可调参数包括送丝速度，弧压校正，电部分，目前焊缝自动跟踪传感器分为直接式和弧动特性等。焊机能精确控制引弧，并有焊丝间接式。直接式是利用焊接电弧本身(电弧电回烧功能，能单脉冲单熔滴过渡。压、电弧电流、弧光幅射和电弧声等)提供有1

6、．3变位机关是否偏离焊接对缝的信息来实时控制焊接电对大型压力机机身焊接应配备变位机，采弧始终跟踪焊接对缝信患。间接式传感器有接用机器人单轴头尾架变位机，可实现自由编程，触式和非接触式传感器。常用的接触式传感器可与机器人系统联合进行轨迹插补。伺服电机有探针接触式传感器和探针触摸式传感器。非驱动减速机，通过齿轮无间隙传动技术，驱动接触式传感器有电磁、超声和光电传感器等。变位机转盘旋转。变位机的采用，提高了焊接电弧传感器实时l生好，不需要在焊枪上附加任范围，减少工位和成产时间。何装置，焊枪运动的灵活性和可达性好。机器1．4龙门架人焊接一般采用直接式传感器。系统采用双立柱单侧龙门式，利用机器人

7、电弧焊缝自动跟踪主要是利用在摆动焊过外部轴驱动行走，可自由编程，可与机器人系程中，对中与不对中情况下电弧电流周期变化统联合进行轨迹插补。龙门架利用伺服电机驱存在差别来识别焊缝中心，如图2所示。动行星轮减速机减速，通过齿轮齿条无间隙传如图2所示，左边为焊枪摆动中心位置示意动技术驱动横梁在直线导轨上滑行。图，右边为摆动过程中电流变化示意图。tl、时刻机器人焊接系统还包括，冷却系统、送丝焊枪从摆动中心位置开始向右摆动，t时刻到达系统、自动剪丝和清枪系