焊接机器人编程与维护（初级） 课件 项目二 焊接机器人系统选型配置

项目二焊接机器人系统选型配置CONTENTS1任务2.1机器人焊接工艺分析2任务2.2焊接机器人系统选型证书技能要求焊接机器人编程与维护职业技能等级要求（初级）2.1.1能根据焊接任务，分析影响机器人焊接的主要因素2.1.2能根据焊接位置、坡口及接头形式，选用适合机器人焊接的工艺方法2.1.3能根据焊接位置、坡口及接头形式，调整焊枪角度及焊丝干伸长2.1.4能根据焊接位置、坡口及接头形式，选配机器人焊接相关功能2.1.5能根据焊接缺陷类型，分析产生原因及预防措施2.2.1能根据自动焊组成要素，熟知焊接机器人基本组成2.2.2能根据设备说明书，熟知焊接机器人主要技术指标含义2.2.3能根据设备说明书，熟知焊接电源主要技术指标含义2.2.4能根据焊接要求，熟知周边设备与防护装置2.3.1能根据焊接工艺和技术指标，选择焊接机器人2.3.2能根据焊接工艺和技术指标，选择焊枪电源及焊枪2.3.3能根据焊接工艺和技术指标，选配周边设备2.3.4能根据机器人焊接安全规范，选配安全防护装置项目目标熟知常用的焊接方法和焊接坡口形式。熟知影响机器人焊接质量的主要因素。熟知常见的焊接缺陷及产生的原因。熟知焊接机器人系统基本组成及组成设备的主要技术指标。能根据焊接任务要求，选择合适的焊接工艺方法。能根据焊接任务要求，选配焊接机器人系统。能根据焊接任务要求，选配周边设备。能根据安全操作规范，选配安全防护装置。知识目标能力目标学习导图机器人焊接工艺分析任务2.1任务描述在制订机器人焊接工艺前，首先要对被焊工件和焊材有着充分的了解，根据焊件的技术要求，通过工艺分析，运用机器人焊接工艺知识来拟定机器人的焊接方案，并充分考虑焊接顺序、关键点的处理、焊枪角度及机器人的姿态等问题。本任务以挖掘机动臂机器人焊接为例，进行焊接工艺分析。知识准备2.1.1常用机器人焊接工业方法知识准备根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状和尺寸的沟槽，称为坡口。根据板厚不同，对接焊缝的焊接边缘可分为卷边、平对或加工成V形、X形、K形和U形等坡口。2.1.2常见焊接位置、焊接坡口及焊接接头形式知识准备焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象，称为焊接缺陷。焊接过程中产生的焊接缺陷可通过调整焊接工艺参数和焊接顺序，规范机器人编程等措施进行预防和改进。2.1.3焊接缺陷知识准备在操作焊接设备（系统）进行手工焊接和自动焊接时会受到各种条件的影响和制约。2.1.4影响机器人焊接的主要因素知识准备焊接方向是指操作者或机器人焊接时采用由右向左焊接还是由左向右焊接。称为左向焊法，焊枪喷嘴与焊接方向呈钝角（>90°）称为右向焊法，焊枪喷嘴与焊接方向呈锐角（<90°）焊接角度是焊枪与母材之间在焊接时形成的角度2.1.5焊接角度、焊接方向、焊接位置与焊缝成形知识准备对接焊缝焊接方向与焊接角度对焊缝成形的影响角焊缝焊接方向与焊接角度对焊缝成形的影响知识准备影响焊缝成形质量的操作因素有：焊件倾斜角度、焊枪行走角度、角焊缝焊枪行走角度、焊丝干伸长度、焊丝指向位置、焊接规范等。焊件倾斜角度对焊缝成形的影响（箭头表示熔接方向）焊枪行走角度对焊缝成形的影响知识准备角焊缝焊枪行走角度对焊缝成形的影响焊丝干伸长度对焊缝成形的影响知识准备焊丝指向位置对焊缝成形的影响焊接规范对焊缝成形的影响知识准备2.1.6机器人与焊接工艺功能知识准备摆焊作业

是一种焊枪在沿焊缝方向前进的同时，进行横向、有规律摆动的焊接工艺。采用摆焊不仅能增加焊缝宽度，提高焊接强度，而且还能改善根部透度和结晶性能。因此，摆焊在金属材料角焊以及中、厚板坡口宽的焊接作业时广泛应用。知识准备机器人在进行摆焊作业时需设定摆焊坐标系、摆焊方向、摆焊操作角、摆焊隆起量等参数。a）摆焊坐标系b）摆焊方向c）摆焊操作角d）摆焊中央隆起量e）摆焊角度f）摆焊圆半径任务实施实施前准备挖掘机动臂技术图样、动臂数模等基础资料、动臂焊件实物。为方便实操学习，挖掘机动臂按1：50比例缩小。任务实施实施步骤实施步骤工艺分析工艺确定1.材质分析动臂结构件材料为Q345D及35钢焊接工艺方法为熔化极惰性气体保护焊焊丝为ER50-6（φ1.2mm）2.焊件尺寸误差分析由于焊件重复定位精度远不能满足±0.5mm，为保证焊接质量，需采用辅助功能。采用摆焊功能、接触式焊缝寻位功能、电弧跟踪功能3.定位焊缝分析自动焊接前需在工装上进行定位和固定，以保证焊接尺寸要求定位焊缝长度（L）：20mm≤

L≤350mm焊缝间距（d）：150mm≤

d≤300mm4.焊接坡口分析焊接相同部位焊缝，焊接参数和焊缝填充量均一致。在实际焊接过程中，下料件尺寸及拼焊存在累计误差对接焊缝坡口根部间隙保证在3～6mm，编程则以坡口根部问隙4.5mm为基准5.焊接变形及预防措施焊接时，由于局部高温加热导致在动臂内部产生焊接应力与变形采用机器人摆焊功能及合理编排焊接顺序焊接机器人系统选型任务2.2任务描述以挖掘机动臂为例，根据中、厚板部件的焊接特点以及动臂产品的尺寸要求和焊接要求，对焊接机器人系统配置、示教编程和焊接作业对中、厚板焊接机器人系统提出如下要求。选用的机器人运动半径、重复定位精度应覆盖动臂的焊接范围，达到自动焊接要求选用的焊接机器人系统应具备解决“示教量大，示教修改频繁”问题的性能，需要有减轻作业者负担的操作性和应答性选用的焊接机器人系统应能适应工件的装配误差、安装夹具、变位器的误差等因素选用的焊接机器人系统应能满足多层多道焊要求知识准备焊接机器人系统主要由焊接机器人、焊接电源和焊枪组成，根据焊接任务不同搭载不同的周边设备和安全防护装置，实现各种有色金属的机器人焊接吗，可降低劳动强度，提高产品质量。焊接机器人——主要完成焊接产品的焊接轨迹生成焊接电源和焊枪——主要完成产品的接焊知识准备主要技术指标焊接机器人主要技术指标——机构形式、控制轴数、手腕部最大负载、可达半径（活动半径）、重复定位精度、最大运动速度、最大动作范围和安装方式焊接电源主要技术指标——焊机类别、应用范围、工艺特性、额定焊接电流、额定负载持续率、与机器人的通信方式焊枪主要技术指标——焊枪类别、冷却方式、专有功能、焊枪额定电流、焊枪暂载率、枪颈弯曲角度、焊接电流接口形式任务实施挖掘机动臂焊接机器人系统选型步骤实施步骤分析焊接任务要求结论1.焊接机器人选型①由于动臂焊缝形式和焊缝位置多样，焊缝偏离较远，所以选择6轴机器人，臂展为1400mm的焊接机器人即可满足要求②机器人手腕负载一般为焊枪、线缆、冷却水管、气管、送丝机及其他附件，因此负载一般为3-12kg③根据任务要求，采用外部轴协调变位机根据产品要求和机器人制造商产品说明，本项目选用FANUCM-10iD/12焊接机器人2.焊接电源选型此次动臂焊接采用焊接工艺方法为MIG，故选择MIG焊机MIG500焊接电源3.焊枪选型焊枪的类别根据焊机配置MIG焊枪。由于动臂板比较厚，焊接时输出的焊接电流大，冷却方式应选择水冷HK5004.焊