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焊接机器人推动焊接自动化的发展

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焊接机器人推动焊接自动化的发展

2020-10-23

近年来,中国工业正在经历一场“机器人化”革命,尤其是在电弧焊领域。 2005年之后,该机器人平均每年增长130%。介绍了机器人自动焊接在自动化生产中的优势,焊接机器人系统的发展,焊接机器人自动化应用的问题和解决方案,以及焊接机器人在工业中的应用实例。

1.焊接机器人在自动化生产中的优势

机器人从诞生到现在,在焊接领域的使用越来越多。据统计,到2007年底,全球在用焊接机器人总数已达到近40,000台。作为一种先进的焊接设备,焊接机器人得到了广泛的应用,这是中国焊接行业进入自动化时代的重要标志。

随着科学技术的发展,人们对焊接质量的要求越来越高。自动生产所需的人力更少,产品一致性更高,产品质量更高,更适合批量生产,降低了生产成本,提高了生产效率。在手工焊接中,由于技术水平,疲劳程度,责任感和生理极限等客观因素的影响,很难长时间保持焊接工作的稳定性和一致性。而且,由于焊接的恶劣的工作条件,愿意进行手工焊接的人数正在减少,并且存在熟练技术工人短缺的趋势。可以说,焊接机器人在很大程度上满足了焊接自动化的要求。自动化生产的优点可以概括如下:


(1)稳定和提高焊接质量,保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、机器人自动焊接设备焊接速度和干伸长量等对焊接结果有着决定作用。采用机器人焊接时,每条焊缝的焊接参数都是恒定的,焊缝质量受人为因素影响较小,降低了对工人操作技术的要求,因此焊接质量稳定。而人工焊接时,焊接速度、干伸长量等都是变化的,很难做到质量的均一性。

(2)改善了劳动条件。采用机器人焊接,工人只需要装卸工件,远离了焊接弧光、炯雾和飞溅等。对于点焊来说,工人无需搬运笨重的手工焊钳,使工人从高强度的体力劳动中解脱出来。

(3)提高劳动生产率。机器人可24h连续生产。随着高速有效焊接技术的应用,采用机器人焊接,效率提高得更为明显。

(4)产品周期明确,容易控制产品产量。机器人的生产节拍是同定的,因此安排生产计划较明确。

(5)缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的较大区别就是可以通过修改程序以适应不同工件的生产。

机器人自动焊接安装

2、焊接机器人系统的发展

电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程的自动化提供了有利的条件,并己渗透到焊接的各个领域。从严格意义上讲,焊接机器人是一个焊接机器人系统或工作站,包括机器人本体、机器人控制柜、焊机系统及送丝单元、变位机、装夹具等部件。典型的焊接机器人系统有三种形式:焊接机器人工作站、焊接机器人生产线、焊接专机。焊接机器人工作站一般适用于中、小批量生产,被焊工件的焊缝可以短而多,形状较复杂;焊接机器人生产线特别适合在产品品种多,每批数量又很少的情况下采用;焊接专机适用于批量大、改型慢的产品,对焊缝数量较少,焊缝较长,形状规则的工件也较为适用。选用哪种自动化焊接生产形式,需根据企业的实际情况而定。


近年来,机器人自动焊接安装弧焊逆变器的技术已趋于成熟,机器人专用弧焊逆变电源大多为单片微机控制的IGBT弧焊逆变器,并配以精细的波形控制和模糊控制技术,工作频率20-50kHz,较高可达220kHz。焊接系统具有优良的动特性,适合机器人自动化和智能化焊接。弧焊电源的发展不断向着数字化方向迈进,焊接机器人焊接电源的发展方向是采用全数字化焊机。这种焊接电源的较大特点是焊接参数稳定,受网络电压波动、温升、元器件老化等因素的影响很小,具有较高的重复性,焊接质量稳定、成形良好,加之DSP的响应速度快,可以根据主控制系统的指令(给定值)准确控制逆变电源的输出,使之具有输出多种电流波形和弧压高速稳定调节的功能,可以满足多种焊接方法对电源的要求。


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