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yuxing 2007-07-05 15:36

焊接机器人在机车车体制造中的应用

焊接机器人在机车车体制造中的应用







介绍了焊接机器人在电力机车车体牵引梁、枕梁制造中的应用情况,分析了焊接机器人系统在应用过程中存在的问题,提出了相应的解决措施,同时介绍了一些在实际应用中积累的经验。







0 引言




电力机车车体底架的牵引梁、枕梁作为机车的关键部件,其焊接质量好坏直接影响着机车运行的安全。




为了提高焊接质量的稳定性。提高生产效率,改善工人的劳动条件和降低劳动强度,株洲电力机车有限公司引进了奥地利IGM焊接机器人,用于枕梁、牵引梁的焊接生产。



1 IGM焊接机器人系统简介



IGM焊接机器人系统由机器人本体、控制系统、变位机、示教器、远程控制盒、跟踪系统、焊接系统和应用软件等组成。




控制系统采用奔腾CPU及全数字式信号通讯,能够控制机器人6轴、三维龙门机架x ,y,z 轴及变位机轴,能扩展2个外部轴。机器人本体采用6轴肘节式结构。作为人机交换界面的示教器和远程控制盒用来进行机器人控制。跟踪系统采用接触式喷嘴传感器、电弧传感器、ELS激光传感器三种跟踪方式,可实现对V形、单V型、角焊缝、塞焊缝等多种形式焊缝的跟踪。焊接系统采用Fronius TPS5000全数字化控制的逆变焊接电源。另外,系统还配置有高效的焊接烟尘吸收净化装置和自动清枪、剪丝、喷防飞溅油装置。



2 在机车车体制造中的应用



2.1 单轴变位机机器人系统应用于枕梁焊接




枕梁焊接采用单轴头尾架式变位机。枕梁由上、下盖板、立板和隔板等组焊成箱形结构,组装完毕后对两侧4条焊缝、上下表面直焊缝进行船形焊接。



2.2 双轴变位机机器人系统应用于牵引梁焊接




牵引梁焊接采用2台双轴框架式变位机系统。牵引梁是一个复杂的多箱体结构,组装完毕后进行机器人焊接,由于空问较小,机械手的摆放自由度小,编程时问长,对编程技能要求较高。



3 焊接机器人应用中存在的问题和解决措施



3.1 焊接缺陷分析及处理




机器人焊接采用的是富氩混合气体保护焊,焊接过程中出现的焊接缺陷一般有焊偏、咬边、气孔等几种,具体分析如下:



(1)出现焊偏可能为焊接的位置不正确或焊枪寻找时出现问题。这时,要考虑TCP(焊枪中心点位置)是否准确,并加以调整。如果频繁出现这种情况就要检查一下机器人各轴的零位置,重新校零予以修正。



(2)出现咬边可能为焊接参数选择不当、焊枪角度或焊枪位置不对,可适当调整功率的大小来改变焊接参数,调整焊枪的姿态以及焊枪与工件的相对位置。



(3)出现气孔可能为气体保护差、工件的底漆太厚或者保护气不够干燥,进行相应的调整就可以处理。



(4)飞溅过多可能为焊接参数选择不当、气体组分原因或焊丝外伸长度太长,可适当调整功率的大小来改变焊接参数,调节气体配比仪来调整混合气体比例,调整焊枪与工件的相对位置。



(5)焊缝结尾处冷却后形成一弧坑,编程时在工作步中添加埋弧坑功能,可以将其填满。



3.2 机器人故障分析与处理




在焊接过程中机器人系统遇到一些故障,常见的有以下几种:



(1)发生撞枪。可能是由于工件组装发生偏差或焊枪的TCP不准确,可检查装配情况或修正焊枪TCP。



(2)出现电弧故障,不能引弧。可能是由于焊丝没有接触到工件或工艺参数太小,可手动送丝,调整焊枪与焊缝的距离,或者适当调节工艺参数。



(3)保护气监控报警。冷却水或保护气供给存有故障,检查冷却水或保护气管路。




4 焊接机器人应用经验
4.1 工件质量

作为示教一再现式机器人,要求工件的装配质量和精度必须有较好的一致性。应用焊接机器人应严格控制零件的制备质量,提高焊件装配精度。零件表面质量、坡口尺寸和装配精度将影响焊缝跟踪效果。可以从以下几方面来提高零件制备质量和焊件装配精度。
(1)编制焊接机器人专用的焊接工艺,对零件尺寸、焊缝坡口、装配尺寸进行严格的工艺规定。一般零件和坡口尺寸公差控制在±0.8 mm,装配尺寸误差控制在±1.5 mm以内,焊缝出现气孔和咬边等焊接缺陷机率可大幅度降低。 .
(2)采用精度较高的装配工装以提高焊件的装配精度。
(3)焊缝应清洗干净,无油污、铁锈、焊渣、割渣等杂物,允许有可焊性底漆。否则,将影响引弧成功率。定位焊由焊条焊改为气体保护焊,同时对点焊部位进行打磨,避免因定位焊残留的渣壳或气孔,从而避免电弧的不稳甚至飞溅的产生。
4.2 焊丝的要求

机器人根据需要可选用桶装或盘装焊丝。为了减少更换焊丝的频率,机器人应选用桶装焊丝,但由于采用桶装焊丝,送丝软管很长,阻力大,对焊丝的挺度等质量要求较高。当采用镀铜质量稍差的焊丝时,焊丝表面的镀铜因摩擦脱落会造成导管内容积减小,高速送丝时阻力加大,焊丝不能平滑送出,产生抖动,使电弧不稳,影响焊缝质量。严重时,出现卡死现象,使机器人停机,故要及时清理焊丝导管。
4.3 编程技巧
(1)选择合理的焊接顺序。以减小焊接变形、焊枪行走路径长度来制定焊接顺序。
(2)焊枪空间过渡要求移动轨迹较短、平滑、安全。
(3)优化焊接参数。为了获得最佳的焊接参数,制作工作试件进行焊接试验和工艺评定。
(4)合理的变位机位置、焊枪姿态、焊枪相对接头的位置。工件在变位机上固定之后,若焊缝不是理想的位置与角度,就要求编程时不断调整变位机,使得焊接的焊缝按照焊接顺序逐次达到水平位置,同时,要不断调整机器人各轴位置,合理地确定焊枪相对接头的位置、角度与焊丝伸出长度。工件的位置确定之后,焊枪相对接头的位置通过编程者的双眼观察,难度较大。这就要求编程者善于总结积累经验。
(5)及时插入清枪程序。编写一定长度的焊接程序后,应及时插入清枪程序,可以防止焊接飞溅堵塞焊接喷嘴和导电嘴,保证焊枪的清洁,提高喷嘴的寿命,确保可靠引弧、减少焊接飞溅。
(6)编制程序一般不能一步到位,要在机器人焊接过程中不断检验和修改程序,调整焊接参数及焊枪姿态等,才会形成一个好程序。
4.4 运行成本及管理

进口机器人配件价格较高,应努力从各方面降低运用成本。润滑油可以在国内寻找性能、效用相同的低价替代品。焊接过程加强维护,提高易耗件如喷嘴、导电嘴等的使用寿命。另外,对机器人系统进行预防性的维护,可以有效提高元器件的使用寿命。

高素质的管理人员、技术人员和操作人员是机器人充分发挥效率的必要条件。一个企业焊接机器人使用的好坏,很大程度在于人,因此要保证有一支稳定的工作队伍。
5 结束语

焊接机器人在电力机车车体牵引梁、枕梁制造中的应用,大大提高了产品的焊接质量稳定性以及生产效率。焊接机器人应用是一个复杂的、综合的过程,对焊件的设计结构、焊接工艺、零部件质量、焊件的装配质量等各方面提出了新的、更严格的要求。同时,相关工作人员的稳定性也影响着机器人应用的好坏,应当在长期的应用中不断积累经验,以最大程度发挥机器人效益。

[ 本帖最后由 yuxing 于 2007-7-5 15:43 编辑 ]

shb-1982-5 2008-08-18 20:57
有机器人的资料,发给我啊shb-1982-5@163.com

shb-1982-5 2008-10-08 18:03
有资料了发个看看,有那么好吗

msxd 2008-10-25 11:24
楼主辛苦了!!!!!!!!!!

msxd 2008-10-25 11:25
楼主辛苦了!!!!!!!!!!
帮你顶顶!!!

lqyh001 2008-11-05 23:19
做车辆的车体焊接机器人用得还是比较少

pengnian0922 2009-11-16 11:26
楼主辛苦了!!!!!!!!!!

leelj69 2009-11-16 18:22
有没有图片,传一个,让大家见识见识

12嘿呀 2009-12-09 12:01
楼主辛苦了
我也有机器人资料,我也从事相关的工作~~~
可以交流下~

zhanggs 2010-03-15 17:30
高科技普及,不错!

pizzaxrc 2011-05-09 20:52
其实如果资金充足的话,可以考虑加上一个激光焊缝跟踪,这样可以比较好的解决焊偏。

xuht001 2011-06-18 09:32
只是论文啊,

eason198606 2011-09-16 13:09
呵呵 我也有  我这边是igm 和 abb 的 沟通交流一下吧    qq434585009

xuht001 2011-09-18 11:51
楼主是哪个公司的,株电么?

lipumj 2011-12-31 10:22
个人觉得,机器人在轨道行业适用性不是很大,因为大家都知道,现在汽车行业机器人用得多,那是因为量大,可以节约成本,但轨道行业,没有那么大得量,采用机器人不一定可以节约成本哦

gorlsand 2013-04-06 10:15
拿 分走人

放弃烟卷 2013-09-03 10:21
轨道行业也应该用机器人焊接,基本都为中厚板,如果全都是人工焊,焊接量太大了


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