項目4弧焊機器人與編程

項目項目4 弧焊機弧焊機器人與焊接編程器人與焊接編程【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識目標(biāo)知識目標(biāo)1 掌握機器人運動指令及其應(yīng)用；2掌握弧焊機器人平板堆焊焊縫的焊接與編程技術(shù)；3理解兩臺機器人之間的通訊關(guān)系（I/O信號）及應(yīng)用；技能目標(biāo)技能目標(biāo)1通過示教器能編輯弧焊指令。2通過直線及圓弧焊接指令會編輯平面堆焊的焊接程序，并會按要求運行所編程序，焊接的焊縫符合工藝要求?！竟ぷ魅蝿?wù)】任務(wù)1 弧焊指令機器應(yīng)用任務(wù)2 平板堆焊焊接與編程任務(wù)任務(wù)1 弧焊機器人系統(tǒng)及指令弧焊機器人系統(tǒng)及指令弧焊機器人的應(yīng)用范圍非常廣泛，在通用機械、汽車行業(yè)、金屬結(jié)構(gòu)、航空航天、機車車輛及造船行業(yè)都有應(yīng)用。當(dāng)前應(yīng)用的弧焊機器人可適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)，并配有焊縫自動跟蹤和熔池控制等功能，可對環(huán)境的變化進(jìn)行一定范圍的適應(yīng)性調(diào)整?！局R準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備】一、弧焊機器人系統(tǒng)一、弧焊機器人系統(tǒng)弧焊機器人系統(tǒng)是包含焊接裝置的機器人焊接工作站,一般由機器人本體、控制系統(tǒng)、變位機、焊接系統(tǒng)、及安全防護(hù)設(shè)備組成，如圖4-1所示。圖圖4-1 典型的弧焊機器人系統(tǒng)組成典型的弧焊機器人系統(tǒng)組成二、弧焊指令二、弧焊指令弧焊指令的基本功能與普通“Move”指令一樣，可實現(xiàn)運動及定位另外還包括三個焊接參數(shù)：sm(seam)，wd(weld)，Wv(weave)。（）（）ArcL（直線焊接，Linear Welding）直線弧焊指令，類似于MoveL，包含如下個選項：1）ArcLStart：開始焊接。2）ArcLEnd：焊接結(jié)束。3）ArcL：焊接中間點。（2 2）ArcC（圓弧焊接Circular Welding）圓弧弧焊指令，類似于MoveC，包括個選項：1）ArcCStart：開始焊接。2）ArcCEnd：焊接結(jié)束。3）ArcC:焊接中間點?；『竻?shù)(指令)指令定義的參數(shù)Purge_time保護(hù)氣管路的預(yù)充氣時間Preflow_time保護(hù)氣的預(yù)吹氣時間Bback_time收弧時焊絲的回?zé)縋ostflow_time收弧時為防止焊縫氧化保護(hù)氣體的吹氣時間（3 3）Seam1（弧焊參數(shù)Seamdata）弧焊參數(shù)的一種，定義起弧和收弧時的焊接參數(shù)，含義見表4-1。表表4-1 定義焊接時起弧和收弧的焊接參數(shù)定義焊接時起弧和收弧的焊接參數(shù)弧弧焊焊參數(shù)參數(shù)(指令指令)指令定指令定義義的參數(shù)的參數(shù)Weld_speed焊縫的焊接速度，單位是mm/sWeld_voltage定義焊縫的焊接電壓，單位是VWeld_wirefeed焊接時送絲系統(tǒng)的送絲速度，單位是m/min（4）Weld1(弧焊參數(shù) Welddata)弧焊參數(shù)的一種，定義焊接參數(shù),含義見表4-2。表表4-2 定義焊縫的焊接參數(shù)定義焊縫的焊接參數(shù)弧焊參數(shù)(指令)指令定義的參數(shù)Weave_shape焊槍擺動類型0無擺動1平面鋸齒型擺動2空間V字型擺動3空間三角形型擺動Weave_type機器人擺動方式0機器人所有的軸均參與擺動1僅手腕參與擺動Weave_length擺動一個周期的長度Weave_width擺動一個周期的寬度Weave_height空間擺動一個周期的高度（5）Weave1(弧焊參數(shù) Weavedata)弧焊參數(shù)的一種，定義擺動參數(shù)，含義見表4-3。表表4-3 定義擺動焊時的擺動參數(shù)定義擺動焊時的擺動參數(shù)（6）On：可選參數(shù)，令焊接系統(tǒng)在該語句的目標(biāo)點到達(dá)之前，依照seam參數(shù)中的定義，預(yù)先啟動保護(hù)氣體，同時將焊接參數(shù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，送往焊機。（7）Off：可選參數(shù)，令焊接系統(tǒng)在該語句的目標(biāo)點到達(dá)之時，依照seam參數(shù)中的定義，結(jié)束焊接過程。三、弧焊指令的應(yīng)用三、弧焊指令的應(yīng)用1編寫弧焊程序語句1）操縱機器人定位到所需位置。2）切換到編程窗口，IPL1：Motion&Process。3）選擇ArcL或ArcC，出現(xiàn)如圖4-2所示的編輯窗口。確認(rèn)后指令將被直接插入程序，指令中的焊接參數(shù)仍然保持上一次編程時的設(shè)定。圖圖4-2 弧焊指令編輯窗口弧焊指令編輯窗口4）修改焊接參數(shù)，例如 seam1。選中該參數(shù)并按“Enter”鍵，出現(xiàn)如圖4-3所示的窗口，剛才被選中的參數(shù)前有一個“？”，窗口的下半部分列出了所有可選的該類型的參數(shù)。選中需要的參數(shù)或新建一個，按“Enter”鍵后即完成對該參數(shù)的替換。按Next功能鍵可令“？”移動到下一個參數(shù)。最后按“OK”功能鍵確認(rèn)。圖圖4-3 焊接參數(shù)修改窗口焊接參數(shù)修改窗口2典型焊接語句示例典型焊接語句示例ArcL0n P1,V100,Seam1,Weld1,Weave1,fine,Gun1通常，程序中顯示的是參數(shù)的簡化形式，如sm1、wd1及wv等。句中：句中：ArcL0n 直線移動焊槍（電弧），預(yù)先啟動保護(hù)氣。P1 目標(biāo)點的位置，同普通的Move指令。v100 單步（FWD）運行時，焊槍的速度，在焊接過程中為Weld_speed所取代。Fine zonedata，同普通的Move指令，但焊接指令中一般均用fine。gun1：tooldata，同普通的Move指令，定義工具坐標(biāo)系參數(shù)，一般不用修改。3典型焊縫程序示例典型焊縫程序示例機器人運行軌跡與焊縫示意圖如圖4-4所示，機器人從起始點P10運行到點P20，并從此處起弧開始焊接，焊接到P80熄弧，停止焊接，但機器人繼續(xù)運行到P90，停止移動。圖圖4-4 機器人運行軌跡與焊縫示意圖機器人運行軌跡與焊縫示意圖 程序如下：MoveJ P10，V100，z10，torch；ArcLOn P20，V100，sm1，wd1，wv1，fine，torch；ArcC P30，P40，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcL P50，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcC P60，P70，V100，sm1，wd2，wv1，z10，torch；ArcLOff P80，V100，sm1，wd2，wv1，fine，torch；MoveJ P90，V100，z10，torch。任務(wù)任務(wù)2 平板堆焊焊接與編程平板堆焊焊接與編程使用機器人焊接專用指令，設(shè)置合適的焊接參數(shù)，實現(xiàn)平板堆焊焊接過程。任務(wù)要求用CO2焊在低碳鋼表面平敷堆焊不同寬度的焊縫，練習(xí)各種焊接參數(shù)的選擇?！局R準(zhǔn)備】一、一、CO2焊工藝及焊前準(zhǔn)備焊工藝及焊前準(zhǔn)備1CO2焊工藝特點焊工藝特點CO2焊工藝一般包括短路過渡和細(xì)滴過渡兩種。焊工藝一般包括短路過渡和細(xì)滴過渡兩種。短路過渡工藝采用細(xì)焊絲、小電流和低電壓。焊接時，熔滴細(xì)小而過渡頻率高，飛濺小，焊縫成形美觀。短路過渡工藝主要用于焊接薄板及全位置焊接。細(xì)滴過渡工藝采用較粗的焊絲，焊接電流較大，電弧電壓也較高。焊接時，電弧是連續(xù)的，焊絲熔化后以細(xì)滴形式進(jìn)行過渡，電弧穿透力強，母材熔深大。細(xì)滴過渡工藝適合于中厚板焊件的焊接。CO2焊的焊接參數(shù)包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、保護(hù)氣流量及焊絲伸出長度等。如果采用細(xì)滴過渡工藝進(jìn)行焊接，電弧電壓必須選取在3445V的范圍內(nèi)，焊接電流則根據(jù)焊絲直徑來選擇，對于不同直徑的焊絲，實現(xiàn)細(xì)滴過渡的焊接電流下限是不同的，見表4-4。焊絲直徑/mm電流下限/A電弧電壓/V1.230034451.64002.05004.0750表表4-4 細(xì)滴過渡的電流下限及電壓范圍細(xì)滴過渡的電流下限及電壓范圍焊絲直徑/mm電流下限/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)保護(hù)氣流量/(L/min)1.23003445406025502焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備工件材料：低碳鋼工件尺寸（mm）：30040010CO2氣體純度：99.5%以上焊接參數(shù)：見表4-5。表表4-5 平板堆焊焊接參數(shù)平板堆焊焊接參數(shù)二、編程與焊接二、編程與焊接ABB弧焊機器人系統(tǒng)帶外部軸（變位機）和卡具。1）工件安裝與卡緊使用平板焊接卡具，將工件安放在卡具上，卡緊。2）新建程序打開程序編輯器，新建程序3）確定引弧點手動操縱焊接機器人，使焊絲對準(zhǔn)工件上引弧點，選擇ArcLOn。4）修改焊接參數(shù) 按表4-5選擇和修改各項焊接參數(shù)。5）確定熄弧點手動操縱焊接機器人定位到工件上熄弧位置，選擇ArcLOff。6）焊槍回原位或規(guī)定位置手動操縱焊接機器人使焊槍回到原始位置或者規(guī)定位置。7）運行程序先空載運行所編程序，再進(jìn)行焊接。三、手動調(diào)節(jié)三、手動調(diào)節(jié)1 1Process blocking Process blocking 禁止禁止在空載運行或調(diào)試焊接程序時，需要使用禁止焊接功能；或者禁止其他功能，如禁止焊槍擺動等。方法是：選擇“Arcweld”，進(jìn)入“Blocking”窗口，如圖4-5 所示；在窗口的下半部分列出了可被禁止的功能，用光標(biāo)選中即可。選“Block”功能鍵以禁止該功能，按“Cancel”/功能鍵恢復(fù)，按OK功能鍵確認(rèn)。圖圖4-5 禁止功能選擇禁止功能選擇2Manual wirefeed 手動送絲手動送絲在確定引弧位置時，常常要使焊絲有合適的伸出長度并與工件輕輕接觸，故需要使用手動送絲功能。方法如下：選擇“Arcweld”進(jìn)入“Manual wirefeed”窗口，如圖4-6所示。按住“Fwd”功能鍵，焊絲會以50mm/s的速度送出；松開“Fwd”功能鍵，送絲即停止。按“OK”功能鍵確認(rèn)關(guān)閉窗口。圖圖4-6 手動送絲手動送絲3Manual gas on/off 手動控制保護(hù)氣手動控制保護(hù)氣 保護(hù)氣的流量對焊接質(zhì)量有重要影響，焊接時的保護(hù)氣流量必須在焊前準(zhǔn)備過程中調(diào)節(jié)好。方法是：選擇“Arcweld”進(jìn)入Gas on/off窗口，如圖4-7所示。按住“Gas on”功能鍵，保護(hù)氣氣路的電磁氣閥被打開，焊槍中有保護(hù)氣送出；松開“Gas on”功能鍵，氣路被切斷，終止送氣。按“OK”功能鍵確認(rèn)并關(guān)閉該窗口圖圖4-7 手動控制保護(hù)氣手動控制保護(hù)氣小貼士 焊接編程技巧1)選擇合理的焊接順序，以減小焊接變形，縮短焊槍行走路徑長度。2)焊槍過渡時，應(yīng)使其移動軌跡較短、平滑、安全。3)優(yōu)化焊接參數(shù)。為了獲得最佳的焊接參數(shù)，應(yīng)制作工藝試板進(jìn)行焊接試驗和工藝評定4)合理確定變位機位置和焊槍姿態(tài)。工件在變位機上夾緊之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調(diào)整變位機，使焊縫按照焊接順序逐次達(dá)到水平位置。同時，要不斷調(diào)整機器人各軸，合理地確定焊槍姿態(tài)和焊絲伸出長度。5)及時插入清槍程序。編寫一定長度的焊接程序后，應(yīng)及時插入清槍程序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴，保證焊槍清潔，提高噴嘴的壽命，確保可靠引弧。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(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等?！舅伎寂c練習(xí)】1思考弧焊機器人和搬運機器人的異同有哪些？2常用的弧焊指令有哪些？3編程中常用的焊接參數(shù)都有哪些？4 舉例說明典型焊接語句中的各參數(shù)的含義及調(diào)節(jié)方法。5弧焊機器人焊接系統(tǒng)包括哪幾部分？有哪些特殊要求？6如何使用常用的手動控制功能？