自动化焊接设备在机械制造中的应用.doc

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1、自动化焊接设备在机械制造中的应用1.1自动化焊接设备概述焊接自动化是指将自动化、智能化的控制系统和焊接工具有机结合,如焊接胎夹具、製夹定位和运动系统等,实现效率、质量的大浮动提升和人工等成本的降低,主要应用于大规模的批量生产。自动化焊接设备主要常用设备包括自动化焊接专机和焊接机器人等。自动化焊接专机和机器人的使用大大提高了牛产效率,提升了制造质量,同时也减轻了工人的工作量和工作强度,最为重要的是自动化设备的应用实现了二十四小时的连续稳定工作,极大程度地代替了人工劳动。在工程机械、矿山机械和船舶制造等需要广泛应用焊

2、接技术的行业,自动化焊接设备的应用是…项重大的科技改革,起到了提高企业牛产能力的决定作用。1.2自动化焊接设备的主要特点自动化焊接设备主要具备以下四个特点:1.2.1大型化、组合化。目前已研制成功多种大型的自动化焊接设备,用于大型或中型的焊接结构生产中,如中重型厚壁容器焊接中心、箱型梁焊接牛产线、集装箱外壳整体组装焊接屮心等。有些大型的焊接中心占地面积可达整个车间。1.2.2数字化、智能化。焊接过程中的数字化、智能化的实现要复杂得多。数字化、智能化控制不仅需要考虑到焊件接缝装配间隙的误差,还要考虑到焊件的形状和焊

3、接过程发生的热变形等,因此对传感技术的要求特别高,同时还需要先进的自适应控制系统作为技术支持。针对复杂程度较高的焊接工作,甚至还需要计算机软件的辅助。1.2.3高精度、高质量。一般来说,焊接机器人和焊接操作机行走机构的定位精度在0.1毫米之内,与焊接机器人配套的焊接变位机的定位精度在0.05毫米以内,因此自动化焊接设备一直受到大型工程机械制造企业的青睐。1.2.4管控一体化。利用多种计算机软件,通过局域网将生产、制造的管理系统实现自动化控制,实现脱机工作和远程监控等,在出现故障时,也可以通过自动化的管控实现诊断和

4、维修。.1自动化焊接专机的结构及应用.1.1自动化焊接专机结构。自动化焊接专机主要由焊接系统、机械系统和电气控制系统组成。需要人工或机械手来上下工件,通过焊接夹具完成工件的固定和定位,并自动启动电源的电弧,自动送丝、自动移动、自动退回,人工或机械手再取下工件。焊接系统包括焊接电源和焊枪,机械系统主要由床身机构、工装夹具、工件辅助支撑机构、焊枪微调机构、焊接工件和焊枪移动机构组成。电气系统主要控制夹的装夹和定位,焊机的启动和停止,焊枪或工件的运动,输送製置等。.1.2自动化焊接专机的应用。自动化焊接专机主要采用双丝

5、焊接,如在推土机的生产中,可以应用于主臂焊接、车架的主焊缝等。焊接专机的使用大大提高了牛产效率,一般为人工单丝焊接的2倍,此外同人工焊接相比,焊接专机焊接的焊缝没有断弧,且双丝焊接的熔深比较深,因此提高了焊缝的力学性能。自动化焊接专机自适应控制类专机,是一种自动化程度较高的焊接设备,通过配备的传感器和电子检测线路,对焊缝的轨迹自动跟踪导向,有的甚至可以完成对参数的设置和调试。此外还有智能化的焊接专机,能够利用高等级的传感器,如视觉传感器、触角传感器和光敏传感器,配合计算机系统、软件、数据库,实现智能化的参数调试,

6、人工操作简便,但是由于很多条件限制,实际生产工作中还很少被应用。与焊接机器人相比,自动化焊接专机具有史高的性价比。焊接自动化专机对焊件的直线和曲线焊缝的焊接具有一定优势,适合大批量的生产。不但焊接效率高,焊接过程中焊件变形小,焊接产品质量稳定,同时操作简便、成本低廉、工作安全可靠,因此在实际工程机械制造中得到广泛的应用。•2焊接机器人的结构及应用•2.1焊接机器人的结构。焊接机器人结构主要有机器人本体和控制器、焊接电源、机器人外部轴行走机构、焊接变位机和夹具、操作软件和弧焊软件包、传感系统、工作站辅助及除尘系统等

7、。机器人本体和控制器是焊接机器人工作站的重中之重,一般为六轴关节型,具有较强的负载能力和坚固的刚性结构,使用寿命较长,一般可使用十五年以上。机器人系统采用数字化控制技术,通过数字总线连接系统的各个部分,保证其不受周围的磁场干扰。机器人控制系统采用多处理器的中央处理系统,具有充分的扩展空间和稳定性,保证焊接的高精度和高质量。在焊接电源的选择方面,由于焊接机器人需要较大规格的焊丝和电流,因此应保证在该电流下暂载率达到100%。建议选择国际…流品牌的全数字的逆变脉冲焊接电源或机器人公司自有品牌,以保证良好的接口。机器人

8、的外部轴行走机构是为了应对大型焊件,用来扩大机器人的工作范围使用。机器人外部轴行走机构由机器人控制系统统一控制,外部轴与本体轴运动协调一致进行运动。在选择方面,同样建议选择国际一•流品牌以确保高精度焊接,具有良好的稳定性和灵活性,避免发牛较大摇晃和抖动情况发生。焊接变位机和夹具是为了保证焊接时焊缝的位置,一般将变位机的回转轴作为机器人外部轴,在焊接时与机器人相互协调。优质

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