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固建前沿观察 焊接机器人|一键焊接,没有想象的那么简单!

固建前沿观察 焊接机器人|一键焊接,没有想象的那么简单!

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  • 发布时间:2022-05-27 16:35
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固建前沿观察 焊接机器人|一键焊接,没有想象的那么简单!

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 随着焊接机器人技术的发展,越来越多的行业开始享受到智能焊接带来的红利,因为这给企业实现产品的焊接智能化、信息化和自动化提供了高性价比的技术。而在重工行业,集机器人技术、焊接工艺、机械设计、传感技术、自动化控制技术及MES系统等多学科而组成的弧焊机器人焊接工作站,主要为该行业解决了制造中以焊接工艺为主的自动化装备需求。当然,不管哪个行业要实现智能化焊接,一般是离不开高质量的焊丝,因为焊丝的好坏,会对焊接过程中的送丝稳定性、焊接质量等都有很大的影响。

    了解重工行业的智能焊接,必须了解弧焊机器人的组成和典型应用,才能有针对性的设计理念。

1、弧焊机器人组成

    工业机器人具有编程、拟人化、通用性和智能性的特点,广泛应用于许多行业。机器人的应用方向可以根据工业机器人和其他设备的组合形成。典型的应用包括焊接油漆、组装和放置(如包装、堆垛和SMT)、产品检测和测试等。

弧焊机器人主要由弧焊设备和机器人系统组成。机器人系统由机器人本体和控制柜(硬件和弧焊软件等)组成。弧焊设备由焊接电源、送丝机构、焊枪等组成。更智能的机器人还配备了激光或视觉传感器和电气控制系统。

2、弧焊机器人工作站的典型应用

(1)简单机器人焊接工作站   

     弧焊机器人工作站最简单的组成方法是单台机器人、单台焊接电源、焊枪和简单的工具夹。这种机器人焊接工作站是最基本的和其他复杂的机器人焊接生产线的组成部分。上图是一个简单的弧焊机器人工作站,是整个工作站系统的执行机构,控制柜是机器人系统的大脑中心,承担执行机构的数据和信号传输,控制执行机构的运动;演示器是人机交互界面,调试人员可以根据产品要求编辑演示器上的程序。焊接电源采用林肯焊机,可与机器人进行Arclink网络通信,方便机器人与焊机之间的焊接信号传输。TBI焊枪、焊机、焊丝、工具形成完整的通道,实现工件焊接。

 

    通过建立机器人焊接工作站,可以实现一些简单的工业产品的自动焊接。只要产品定位在工具位置,进行在线焊接轨迹教学编程,输入固化产品的工艺参数,就可以启动机器人实现产品的自动焊接。焊接工作站采用重板焊接,焊缝形状美观,质量好。

    这种机器人焊接工作站特别适合一些小型工件焊接,如直板、圆板等工件,适应性强,兼容性强;但这种工作站存在一个问题:每个产品都需要手动装卸,无法实现产品自动夹紧,导致整个机器人焊接工作站无法实现真正的自动焊接。

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(2)智能机器人焊接工作站

    除了简单焊接工作站的基本设备外,此类弧焊机器人焊接工作站还配备了外部电气控制装置、PC触摸屏、工具夹具、激光定位系统、真空吸尘装置和监控系统。通过这些部件建立一个更完整的弧焊机器人焊接工作站,可称为智能机器人工作站。智能机器人焊接工作站的主要定义是能够独立完成某类工件的焊接工作,无需任何人员参与其调整设备,即实现真正的无人操作。大梁工件工程弧焊机器人焊接工作站如下图所示。

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    该弧焊机器人焊接工作站主要包括机器人焊接系统、除尘系统、安全保护系统、参数编程软件、电气控制系统和信息监控系统。悬臂移动机器人焊接系统包括两个FANUC六轴焊接机器人本体和机器人外轴系统、两个悬臂机器人移动装置、两个德国焊接电源、两个水冷焊枪和四套清枪剪切装置。通过这些硬件设备建立的弧焊机器人焊接工作站,配备软件,可实现起重机前梁三面形成后内部焊缝的焊接,实现箱梁内横角焊、立角焊、仰角焊、平角焊等位置的焊接。弧焊机器人焊接工作站与焊机进行数据通信。可采用多种通信方式,如Profinet或Devicenet等。

     对于焊机器人工作站,采用的通信方式为Devicenet。对于复杂工件的焊接,本工作站还配备了弧焊软件包及激光定位传感器,可以保证焊接过程中,焊丝能够准确找到焊缝的起始位置,焊接不会出现偏离焊缝位置。工作站的西门子PLC电气控制柜可以实现机器人与周围设备及上位机进行数据通信和传递,保证所有的外部设备都可以实现在上位机进行监控。PC机上进行了二次开发,可以根据不同的产品结构对产品的特征结构进行参数化输入,形成三维工件,此软件还可以进行焊接工艺顺序调整,便于控制大梁整个工件热变形最小。信息化监控系统可以对周围设备的状态进行监控,例如对焊丝、气体剩余量进行设置,当达到一个下限值,便可以提醒操作人员进行换丝或者换气。该系统具有开放接口,后期可根据产能提升的需求增加机器人数量。基于以上设备的共同相互连接,可以实现整个焊接工作站自动化焊接,确保工作站一键启动,无人化操作。

     大梁产品的不同位置采用集成机器人焊接工作站焊接,如下图所示,立焊焊缝形状美观,无咬边。

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