弧焊機(jī)器人是什么？

弧焊機(jī)器人是指用于進(jìn)行自動(dòng)弧焊的工業(yè)機(jī)器人，其組成和原理與點(diǎn)焊機(jī)器人基本相同，在20世紀(jì)80年代中期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的蔡鶴皋、吳林等教授研制出了中國(guó)第一臺(tái)弧焊機(jī)器人——華宇-Ⅰ型弧焊機(jī)器人。

弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn)。在該領(lǐng)域，國(guó)際大弧焊機(jī)器人型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。

一般的弧焊機(jī)器人是由示教盒、控制盤、機(jī)器人本體及自動(dòng)送絲裝置、焊接電源等部分組成?？梢栽谟?jì)算機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制和點(diǎn)位控制。還可以利用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫。弧焊機(jī)器人主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型，具有可長(zhǎng)期進(jìn)行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，弧焊機(jī)器人人正向著智能化的方向發(fā)展。

弧焊機(jī)器人系統(tǒng)基本組成為：機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、示教器、焊接電源、焊槍、焊接夾具、安全防護(hù)設(shè)施。

系統(tǒng)組成還可根據(jù)焊接方法的不同以及具體待焊工件焊接工藝要求的不同等情況，選擇性擴(kuò)展以下裝置：送絲機(jī)、清槍剪絲裝置、冷卻水箱、焊劑輸送和回收裝置（SAW時(shí)）、移動(dòng)裝置、焊接變位機(jī)、傳感裝置、除塵裝置等。

弧焊機(jī)器人特點(diǎn)

弧焊機(jī)器人主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型，具有可長(zhǎng)期進(jìn)行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。其工序要比點(diǎn)焊機(jī)器人的工序復(fù)雜,由工具中心點(diǎn)(TCP),即焊絲端頭的運(yùn)動(dòng)軌跡、焊槍姿態(tài)、焊接參數(shù)都要求精確控制。所以,弧焊用機(jī)器人還必須具備一些適合弧焊要求的功能。

雖然從理論上講,有5個(gè)軸的機(jī)器人就可以用于電弧焊,但是對(duì)復(fù)雜形狀的焊縫,用5個(gè)軸的機(jī)器人會(huì)有困難。因此,除非焊縫比較簡(jiǎn)單,否則應(yīng)盡量選用6軸機(jī)器人。

弧焊機(jī)器人在作“之”字形拐角焊或小直徑圓焊縫焊接時(shí),其軌跡應(yīng)能貼近示教的軌跡,此外還應(yīng)具備不同擺動(dòng)樣式的軟件功能,供編程時(shí)選用,以便作擺動(dòng)焊,而且擺動(dòng)在每一周期中的停頓點(diǎn)處,機(jī)器人也應(yīng)自動(dòng)停止向前運(yùn)動(dòng),以滿足工藝要求。此外,還應(yīng)有接觸尋位、自動(dòng)尋找焊縫起點(diǎn)位置、電弧跟蹤及自動(dòng)再引弧功能等。

焊接機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備是生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備,可用于制造、安裝、檢測(cè)、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié),并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機(jī)械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè),應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

三種焊接方法

1、氣體保護(hù)電弧焊：

利用氬氣作為焊接區(qū)域保護(hù)氣體的氬弧焊、利用二氧化碳作為焊接區(qū)域保護(hù)氣體的二氧化碳保護(hù)焊等，均屬于氣體保護(hù)電弧焊。

其基本原理是在以電弧為熱源進(jìn)行焊接時(shí)，同時(shí)從噴槍的噴嘴中連續(xù)噴出保護(hù)氣體把空氣與焊接區(qū)域中的熔化金屬隔離開來(lái)，以保護(hù)電弧和焊接熔池中的液態(tài)金屬不受大氣中的氧、氮、氫等污染，以達(dá)到提高焊接質(zhì)量的目的。

2、鎢極氬弧焊：

以高熔點(diǎn)的金屬鎢棒作為焊接時(shí)產(chǎn)生電弧的一個(gè)電極，并處在氬氣保護(hù)下的電弧焊，常用于不銹鋼、高溫合金等要求嚴(yán)格的焊接。

3、等離子電弧焊：

由鎢極氬弧焊發(fā)展起來(lái)的一種焊接方法，等離子弧是離子氣被電離產(chǎn)生高溫離子氣流，從噴嘴細(xì)孔中噴出，經(jīng)壓縮形成細(xì)長(zhǎng)的弧柱，高于常規(guī)的自由電弧，如：氬弧焊僅達(dá)5000－8000K。由于等離子弧具有弧柱細(xì)長(zhǎng)，能量密度高的特點(diǎn)，因而在焊接領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

三種氣體保護(hù)焊

弧焊機(jī)器人多采用氣體保護(hù)焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機(jī)器人上作電弧焊。由于機(jī)器人控制柜采用數(shù)字控制，而焊接電源多為模擬控制，所以需要在焊接電源與控制柜之間加一個(gè)接口。

近年來(lái)，國(guó)外機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設(shè)備，這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)播人相應(yīng)的接口板、所以上圖的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中并沒(méi)有附加接口箱。

應(yīng)該指出，在弧焊機(jī)器人工作周期中電弧時(shí)間所占的比例較大，因此在選擇焊接電源時(shí)，一般應(yīng)按持續(xù)率100％來(lái)確定電源的容量。

1、MIG焊（熔化極氣體保護(hù)電弧焊）：

這種焊接方法是利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬嘴噴出的氣體來(lái)保護(hù)電弧進(jìn)行焊接的。惰性氣體一般為氬氣。

2、TIG焊（惰性氣體鎢極保護(hù)焊）：

TIG焊的熱源為直流電弧，工作電壓為10～15伏，但電流可達(dá)300安培，把工件作為正極，焊炬中的鎢極作為負(fù)極。 惰性氣體一般為氬氣。

3、MAG焊（熔化極活性氣體保護(hù)焊）：

熔化極活性氣體保護(hù)焊是采用在惰性氣體中加入一定量的活性氣體，如O2、CO2等作為保護(hù)氣體。

審核編輯 黃昊宇