弧焊机器人应用对策

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1、焊接机器人的应用1焊接机器人应用的目的采用焊接机器人的冃的有很多方面，甚至在不同时期有不同的主要目的，但无论是什么目的，最终都是从中获得好的经济效益。各焊接企业应该按照实际情况来考虑采用焊接机器人的主要目的。根据国内外的经验，实现焊接生产过程自动化的冃的归纳起来大体上有如下儿个方面。1.1提高焊接生产效率采用气体保护焊的机器人可以比采用手工半自动气体保护焊的效率高出2・4倍，也可以比釆用焊接专机的效率高。但是必须明确，并不是凡是用了机器人效率必然会提高很多。是否能提高效率，提高多少，取决于如下多方面的因素：（1

2、）燃烧时间与总周期时间之比（燃弧率）小批量生产的工厂，由于工件种类经常变化，焊接往往成为生产进度的“瓶颈”，采用机器人的自动化生产方式是解决这一问题的有效途径。虽然机器人的焊接速度有时并不比手工半自动焊快多少，但机器人和操作者可以并行工作。也就是说，采用双工位，当机器人在一个工位焊接时，操作者可同时在另一个工位进行工件的装卸、定位和检查等辅助工作。而对一名手工操作的焊工来说，他只能采用做完一件事再做另一件的串联工作方式。由于采用焊接机器人可以使焊接工作和辅助工作同时进行，所以它的燃弧吋间与总的周期时间之比要较手

3、工焊高得多。手工焊的电弧持续率一般只有35%・55%，而机器人焊接的燃弧率可高达85%以上。另一方面，机器人的特点是移位速度很快，可达2m/s以上，甚至更快，从一条焊缝的结尾运动到下一条焊缝的起点只需很短的Is时间。缩短了周期时间，也能使燃弧率相应提高。这说明了为什么双工位的焊接机器人工作站，即使采用与手工半自动焊相同的焊接速度进行焊接，而被焊工件从装上、焊接到卸下的周期时间（即生产节拍）总是比手工焊短很多，生产效率也高得多的道理。（2）焊缝的尺寸和长度对于焊缝尺寸很大需要多层焊的接头进行自动化焊接的技术改造往

4、往投资要高一些。特别是对那些在焊接过程中会有较大变形的接头进行多层焊，跟踪焊缝将会是一个大问题。用焊接机器人来焊接这种多层焊的接头，由于从第二道以后，需要采用电弧跟踪方法，需要配备更复杂的跟踪系统，如激光视觉传感器的跟踪装置，才能适应工件在焊接中的变形。另一方面，焊接很长的焊缝，由于焊缝数量少，机器人移位的次数少，没能充分利用机器人移位速度很快的优点。对于这种生产情况，焊接机器人不一定比焊接专机的效率高。这正说明了为什么目前焊接机器人较多用于焊接单层的较短的焊缝的道理。（3）焊接中工件需要变位的次数电弧焊时将工

5、件变位使接头处于比较理想的平焊位置或船形焊进行焊接是必要的，这可以改善焊缝的表面成形和内在质量。但是，如果工件变位时机器人不能进行焊接，那么变位次数越多，辅助时间也就越长，使总的周期时间加长，效率就会降低。对于这种情况，应尽可能减少不很必要的变位或合并一些变位次数，合理地平衡焊接质量和效率的矛盾。近年来，随着机器人控制技术的发展，一台机器人的控制柜可以控制除机器人的6轴外，还能同时控制几个到十几个外部轴进行协调运动，使得机器人和变位机能够同时协调运动。在多数情形下，可以采用变位机一边变位，机器人一边焊接的方式来

6、减少辅助时间，提高燃弧时间与周期时间之比，从而提高生产效率。（4）起焊前需要接触传感寻位和焊接中需要电弧跟踪的焊缝数量冃前所釆用的焊接机器人大多是智能化水平比较低的示教■再现式机器人，因此对工件尺寸一致性的要求是比较高的，特别是对工件与工件之间同一条焊缝所处空间位置的一致性和接头根部间隙大小的一致性。假如工件在焊接夹具上固定后，各工件之间同一条接缝的空间位置不一致，这对于手工焊是很容易解决的事，而对机器人，虽然可以调用机器人的寻位程序来寻找并修正起焊点和终焊点的位置，但是机器人在寻位时的速度一般都比较慢，每寻一

7、次位需要儿秒到十几秒钟的时间。如果工件需寻位的次数多，总的寻位时间会长达几分钟到十几分钟，使生产节拍加长，效率大幅度降低。所以，如果受生产节拍的限制而不希望在焊接之前让机器人过多地运行寻位程序，就应根据焊缝尺寸大小，使各待焊件之间同一接缝的空间位置的波动量控制在W0・5mm之内。接头空间位置的波动，还会使示教的焊缝轨迹和实际的焊缝轨迹不一致，通过寻位仅仅能找到起焊点的正确位置，但在起焊后，机器人还必须具有跟踪接缝的功能。当前，焊接机器人比较普遍采用电弧跟踪方法，而电弧跟踪时焊枪必须作横向摆动或电弧（焊丝）作旋转

8、。如果焊缝尺寸较小，工艺上不要求作摆动焊，仅仅是为了要进行电弧跟踪而作摆动，焊接速度会由于摆动而减慢，使效率降低。另外，接头的根部间隙也对效率有影响，如果工件组对精度差，接头间隙有时大有时小，除非采用复杂的视觉传感器和自适应控制系统（这种系统能自动检测间隙大小并自动调节焊接参数），不然编程时只能全部按间隙大的情况来处理，不仅使焊接速度减慢，而且也是一种焊接材料的浪费。间隙过大，对于薄板