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焊接機器人焊接缺陷及常見故障分析與處理

2017-03-20

隨著電子技術、計算機技術、數控及機器人技術的發展,自動弧焊機器人工作站, 從60年代開始用于生產以來,其技術已日益成熟,具有穩定和提高焊接質量、提高勞動生產率、改善工人勞動強度,可在有害環境下工作、降低了對工人操作技術的要求、縮短了產品改型換代的準備周期,減少相應的設備投資等優點,因此,在各行各業已得到了廣泛的應用。盡管如此,機器人在焊接過程中,也難免出現焊偏、咬邊、氣孔等焊接缺陷,焊接機器人在長期的工作中也可能會出現各種故障,本文重點分析處理焊接缺陷和常見故障。

焊接缺陷分析及處理方法


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


(1)出現焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現問題。這時,要考慮TCP(焊槍中心點位置)是否準確,并加以調整。如果頻繁出現這種情況就要檢查一下機器人各軸的零位置,重新校零予以修正。


(2)出現咬邊可能為焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對,可適當調整功率的大小來改變焊接參數,調整焊槍的姿態以及焊槍與工件的相對位置。


(3)出現氣孔可能為氣體保護差、工件的底漆太厚或者保護氣不夠干燥,進行相應的調整就可以處理。


(4)飛濺過多可能為焊接參數選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長,可適當調整功率的大小來改變焊接參數,調節氣體配比儀來調整混合氣體比例,調整焊槍與工件的相對位置。


(5)焊縫結尾處冷卻后形成一弧坑,編程時在工作步中添加埋弧坑功能,可以將其填滿。

常見故障及解決方法


(1)發生撞槍。可能是由于工件組裝發生偏差或焊槍的TCP不準確,可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。


(2)出現電弧故障,不能引弧。可能是由于焊絲沒有接觸到工件或工藝參數太小,可手動送絲,調整焊槍與焊縫的距離,或者適當調節工藝參數。


(3)保護氣監控報警。冷卻水或保護氣供給存有故障,檢查冷卻水或保護氣管路。

如何保障工件質量


作為示教一再現式機器人,要求工件的裝配質量和精度必須有較好的一致性。


應用焊接機器人應嚴格控制零件的制備質量,提高焊件裝配精度。零件表面質量、坡口尺寸和裝配精度將影響焊縫跟蹤效果。可以從以下幾方面來提高零件制備質量和焊件裝配精度。


(1)編制焊接機器人專用的焊接工藝,對零件尺寸、焊縫坡口、裝配尺寸進行嚴格的工藝規定。一般零件和坡口尺寸公差控制在±0.8mm,裝配尺寸誤差控制在±1.5mm以內,焊縫出現氣孔和咬邊等焊接缺陷機率可大幅度降低。


(2)采用精度較高的裝配工裝以提高焊件的裝配精度。


(3)焊縫應清洗干凈,無油污、鐵銹、焊渣、割渣等雜物,允許有可焊性底漆。否則,將影響引弧成功率。定位焊由焊條焊改為氣體保護焊,同時對點焊部位進行打磨,避免因定位焊殘留的渣殼或氣孔,從而避免電弧的不穩甚至飛濺的產生。


焊接機器人對焊絲的要求


機器人根據需要可選用桶裝或盤裝焊絲。為了減少更換焊絲的頻率,機器人應選用桶裝焊絲,但由于采用桶裝焊絲,送絲軟管很長,阻力大,對焊絲的挺度等質量要求較高。當采用鍍銅質量稍差的焊絲時,焊絲表面的鍍銅因摩擦脫落會造成導管內容積減小,高速送絲時阻力加大,焊絲不能平滑送出,產生抖動,使電弧不穩,影響焊縫質量。嚴重時,出現卡死現象,使機器人停機,故要及時清理焊絲導管。


編程技巧總結


(1)選擇合理的焊接順序。以減小焊接變形、焊槍行走路徑長度來制定焊接順序。


(2)焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑、安全。


(3)優化焊接參數。為了獲得最佳的焊接參數,制作工作試件進行焊接試驗和工藝評定。


(4)合理的變位機位置、焊槍姿態、焊槍相對接頭的位置。工件在變位機上固定之后,若焊縫不是理想的位置與角度,就要求編程時不斷調整變位機,使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置,同時,要不斷調整機器人各軸位置,合理地確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置確定之后,焊槍相對接頭的位置通過編程者的雙眼觀察,難度較大。這就要求編程者善于總結積累經驗。


(5)及時插入清槍程序。編寫一定長度的焊接程序后,應及時插入清槍程序,可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導電嘴,保證焊槍的清潔,提高噴嘴的壽命,確保可靠引弧、減少焊接飛濺。


(6)編制程序一般不能一步到位,要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改程序,調整焊接參數及焊槍姿態等,才會形成一個好程序。


運行成本及管理分析


進口機器人配件價格較高,應努力從各方面降低運用成本。潤滑油可以在國內尋找性能、效用相同的低價替代品。焊接過程加強維護,提高易耗件如噴嘴、導電嘴等的使用壽命。另外,對機器人系統進行預防性的維護,可以有效提高元器件的使用壽命。


高素質的管理人員、技術人員和操作人員是機器人充分發揮效率的必要條件。一個企業焊接機器人使用的好壞,很大程度在于人,因此要保證有一支穩定的工作隊伍。


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