焊接機(jī)器人在機(jī)車車體制造中的應(yīng)用

    引言

    電力機(jī)車車體底架的牽引梁、枕梁作為機(jī)車的關(guān)鍵部件，其焊接質(zhì)量好壞直接影響著機(jī)車運(yùn)行的安全。

    為了提高焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。提高生產(chǎn)效率，改善工人的勞動(dòng)條件和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，株洲電力機(jī)車有限公司引進(jìn)了奧地利IGM焊接機(jī)器人，用于枕梁、牽引梁的焊接生產(chǎn)。

    1IGM焊接機(jī)器人系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    IGM焊接機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、變位機(jī)、示教器、遠(yuǎn)程控制盒、跟蹤系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等組成。

    控制系統(tǒng)采用奔騰CPU及全數(shù)字式信號(hào)通訊，能夠控制機(jī)器人6軸、三維龍門機(jī)架x，y，z軸及變位機(jī)軸，能擴(kuò)展2個(gè)外部軸。機(jī)器人本體采用6軸肘節(jié)式結(jié)構(gòu)。作為人機(jī)交換界面的示教器和遠(yuǎn)程控制盒用來進(jìn)行機(jī)器人控制。跟蹤系統(tǒng)采用接觸式噴嘴傳感器、電弧傳感器、ELS激光傳感器三種跟蹤方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)V形、單V型、角焊縫、塞焊縫等多種形式焊縫的跟蹤。焊接系統(tǒng)采用FroniusTPS5000全數(shù)字化控制的逆變焊接電源。另外，系統(tǒng)還配置有高效的焊接煙塵吸收凈化裝置和自動(dòng)清槍、剪絲、噴防飛濺油裝置。

    2在機(jī)車車體制造中的應(yīng)用

    2．1單軸變位機(jī)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用于枕梁焊接

    枕梁焊接采用單軸頭尾架式變位機(jī)。枕梁由上、下蓋板、立板和隔板等組焊成箱形結(jié)構(gòu)，組裝完畢后對(duì)兩側(cè)4條焊縫、上下表面直焊縫進(jìn)行船形焊接。

    2．2雙軸變位機(jī)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用于牽引梁焊接

    牽引梁焊接采用2臺(tái)雙軸框架式變位機(jī)系統(tǒng)。牽引梁是一個(gè)復(fù)雜的多箱體結(jié)構(gòu)，組裝完畢后進(jìn)行機(jī)器人焊接，由于空問較小，機(jī)械手的擺放自由度小，編程時(shí)問長(zhǎng)，對(duì)編程技能要求較高。

    3焊接機(jī)器人應(yīng)用中存在的問題和解決措施

    3．1焊接缺陷分析及處理

    機(jī)器人焊接采用的是富氬混合氣體保護(hù)焊，焊接過程中出現(xiàn)的焊接缺陷一般有焊偏、咬邊、氣孔等幾種，具體分析如下：

    (1)出現(xiàn)焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時(shí)出現(xiàn)問題。這時(shí)，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機(jī)器人各軸的零位置，重新校零予以修正。

    (2)出現(xiàn)咬邊可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、焊槍角度或焊槍位置不對(duì)，可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來改變焊接參數(shù)，調(diào)整焊槍的姿態(tài)以及焊槍與工件的相對(duì)位置。

    (3)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。

    (4)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(zhǎng)度太長(zhǎng)，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(duì)位置。

    (5)焊縫結(jié)尾處冷卻后形成一弧坑，編程時(shí)在工作步中添加埋弧坑功能，可以將其填滿。3．2機(jī)器人故障分析與處理

    在焊接過程中機(jī)器人系統(tǒng)遇到一些故障，常見的有以下幾種：

    (1)發(fā)生撞槍�？赡苁怯捎诠ぜ�組裝發(fā)生偏差或焊槍的TCP不準(zhǔn)確，可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。

    (2)出現(xiàn)電弧故障，不能引弧。可能是由于焊絲沒有接觸到工件或工藝參數(shù)太小，可手動(dòng)送絲，調(diào)整焊槍與焊縫的距離，或者適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。

    (3)保護(hù)氣監(jiān)控報(bào)警。冷卻水或保護(hù)氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護(hù)氣管路。

    4焊接機(jī)器人應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

    [$page]　4．1工件質(zhì)量

    作為示教一再現(xiàn)式機(jī)器人，要求工件的裝配質(zhì)量和精度必須有較好的一致性。

    應(yīng)用焊接機(jī)器人應(yīng)嚴(yán)格控制零件的制備質(zhì)量，提高焊件裝配精度。零件表面質(zhì)量、坡口尺寸和裝配精度將影響焊縫