《工业机器人现场编程》课件-任务5.3.3 焊接机器人工程素养

焊接机器人工程素养工业机器人现场编程3421课堂导入新知学习训练巩固评价总结知识目标1.熟悉机器人熔化极气保焊的关键要点；2.了解ABB机器人焊接故障案例；3.了解一般弧焊产品加工缺陷。技能目标1.能够正确实施机器人熔化极气保焊；2.能够根据现场焊接产品缺陷进行分析解决处理问题。重点难点1.熟悉机器人熔化极气保焊；2.了解一般弧焊产品加工缺陷；1.焊接故障案例分析；2.根据现场焊接产品缺陷进行分析解决处理问题。ACDB工业机器人弧焊应用机器人熔化极气保焊焊接故障案例分析焊接机器人工艺焊接产品缺陷解决措施机器人熔化极气保焊实施的关建点焊枪目标角一般地，使用前进法焊接时，行进角度较大时，熔融金属被吹向电弧的前方，熔深较浅，飞减较大。使用后退法焊接时，熔融金属被吹向电弧的后方，直接与母材产生电弧，熔深较深，焊缝余高易形成。在开坡口、易产生熔融金属被吹向前方的场合采用后退法焊接。机器人熔化极气保焊实施的关建点机器人熔化极气保焊实施的关建点焊枪目标位置是指为了达到焊丝的尖端点在焊缝上的所指向的位置。焊丝直径与适用电流间的关系。焊丝种类焊丝直径（mm）适用的电流范围（A）实芯焊丝0.640-900.850-1200.960-1501.070-1801.280-3501.6300-500药芯焊丝1.280-3501.6200-450机器人熔化极气保焊实施的关建点机器人熔化极气保焊实施的关建点焊接电流与焊接电压，这两个参数是焊接规范的主要参数，它们之间的匹配性直接影响着电弧的稳定性，从而也就影响着焊接质量。电弧热能不仅熔化母材，还要熔化焊丝，还有热能损耗。J=I2Rt焊接电流越高、焊接电压越高、焊接速度越慢（焊接持续

时间越长），焊接过程的热输入量就越高，如何使用这些参数，就必须首先了解所要焊接的对象。焊丝干伸长是指从焊枪导电嘴的前端到焊丝尖端的长度。机器人熔化极气保焊实施的关建点焊枪喷嘴的直径的选择要与焊接电流及焊接电压相匹配。保护气流量应随接头形状及焊接电流来调整增减，一般情况下按：【合适的气体流量（L/min)=焊丝直径（mm）+0-5】进行调整。机器人熔化极气保焊实施的关建点焊接保护气的特性:二氧化碳气体（CO2）在电弧电压升高时，电狐的吹力增大，易使熔滴颗粒变大，从而产生较大的飞溅。但是提高热输入量可得到宽、深的焊缝。氩气（Ar)由于电离的潜能小，又易电离，可以保证起弧并维持其稳定性。并且，非活性气体可避免氧化物的产生，可以得到优良机械性能的焊缝。但是在高电流密度下，电孤易集中，得到窄深的焊缝。氦气（He)作为添加气体使用。电离的潜能、热传导性都比较大，可以取得高的热输入量，并改善熔合效果，可实现高速度焊接。另外，与氩气相比，电弧较宽，可得到平整的焊缝。氧气（02）少量添加可提高电孤的稳定性。电磁收缩的作用使得焊丝前端的熔滴呈小颗粒过渡。同时降低熔池金属的表面张力，改善熔池的润湿性，从而得到比较美观的焊缝。氢气（H2)的热传导性好，少量加入可提高热输入量，改善熔合效果，提高焊接速度。机器人熔化极气保焊实施的关建点通过以下检查方法实践可以排除此故障：1、检查弧焊检测数字输入信号DiArcEst是否设置正确。（在系统配置信号界面进行检查此信号是否正确设置，主要是信号分配的正确性等）ABB机器人焊接故障案例分析进入设置界面进行检查地址分配是否关联正确（信号板是否正确设置）ABB机器人焊接故障案例分析通过以上故障还存在的需要手动强制触发弧焊输出信号DO01WeldOn（如下图），观察与验证弧焊输入信号是否有反馈。ABB机器人焊接故障案例分析如果触发有反馈，说明此处正常。（如下图进行触发测试验证）ABB机器人焊接故障案例分析如果上面这些仍然没有解决故障，进行检查主程序中子程序焊接指令的用法是否正确（如下图，一般程序中起弧和焊接结束需要将程序段拐弯半径设置为FINE，没有设置的进行设置进行验证）ABB机器人焊接故障案例分析经过上面的故障排除依然还有报警RobotWareArcError，进行如下操作（在系统配置界面进入PROC界面进行设置）ABB机器人焊接故障案例分析找到并点击进入弧焊设备属性ArcEquipmentPropertiesABB机器人焊接故障案例分析继续点击ABB机器人焊接故障案例分析进入如下界面ABB机器人焊接故障案例分析下拉查看IgnitionTimeout(起弧超时响应时间)ABB机器人焊接故障案例分析默认时间一般为0.9，修改为2-3秒。然后进行验证，故障解除！ABB机器人焊接故障案例分析结论：说明此类问题主要是起弧响应时间过短，未能及时反馈而出现的故障，可以通过修正设备系统参数进行优化。同时也说明控制系统存在的缺陷，ABB控制器计算机在处理速度上仍然需要进行提升，尽管当前ABB计算机（主与轴计算机）进行主从分级算法，但是这些工业计算机集群在MPI环境中并行实现时，仍然存在滞后响应等问题，合理调配各数据流节点的计算能力尤为重要，并行处理效率依然无法满足多环境应用。ABB机器人焊接故障案例分析一般焊接机器人的工艺过程及相关问题制造焊接机器人焊接结构的产品，需要考虑备料，装配、点固焊预热、焊接、焊后热处理、检验等工序，也有一些需要注意的硬件和材料事宜。一、备料备料工序包括钢材的矫正、划线与号料、下料、边缘加工、制孔等。（1）矫正。由于钢材在轧制过程中加热和冷却不均匀，或由于装运、存放不当等原因，使得钢材表面有不平整，弯曲，扭曲等缺陷。如果这些缺陷超出允许范围，必须矫正。（2）划线与号料。要制造一个零件，首先需要把加工零件按图纸尺寸，用作图方法画到钢材上，这种工作叫划数线。划线是生产中较为复杂而又细致的工作。它要保证零件具有正确的尺寸和形状，做到钢材合理使用。当遇到有曲面的零件时，还需进行展开。直接在钢板上逐一划线，浪费工时，因此仅在单件生产或重复次数不多时采用。若生产量较大或成批生产，则应制出样板，用样板在钢板上划线。用样板在钢板上划线叫号料。一般焊接机器人的工艺过程及相关问题制造新产品时，划线前为了检查图纸尺寸是否正确，并以此来确定某些零件下料尺寸等，就须进行放样。就是用1：1的比例，把构件原样画下来，以检查图纸的正确性。（3）钢材的下料。下料就是将钢材上所画的轮廓线切割下来，一般有机械切割和火焰切割两种方法。（4）边缘加工。准备焊缝的坡口，可用气割、碳弧气创或刨床刨削。（5）滚板和弯管。在锅炉，船舶和化工容器制造中，须将很多钢板和钢管卷成圆形或弯曲成一定形状。钢材在常温下弯曲叫冷弯，加热后弯曲叫热弯。当弯曲半径大时，可冷弯，若弯曲半径小时，应热弯。一般焊接机器人的工艺过程及相关问题二、装配，点固焊，预热，焊接，焊后热处理一个焊接构件产品有许多焊缝，而焊缝（尤其是主要焊缝）质量的优劣，直接决定产品质量好坏。若要获得高质量的焊缝，除了正确选择焊接材料，工艺方法、工艺规范外采用何种施焊方式也很重要。生产实践说明，平焊（尤其是船形焊）焊缝的质量最易保证，缺陷少。而仰焊、立焊等，既不易操作，又难保证质量。这就需要利用胎夹具，把要焊接的地方，在施焊时调整到平焊位置，以保证焊缝质量。同时，利用夹具，对焊件进行定位和夹紧，可以减小变形。利用转胎就可以减小翻转工作的辅助时间，也可以保证施焊过程的稳定性，这对于保证焊缝质量和实现装配、焊接的机械化和自动化都有利。构件在组装好后应加以点固，还应根据具体情况确定是否需要预热。焊接完后还要考虑是否要进行焊后热处理。一般焊接机器人的工艺过程及相关问题三、焊接接头的质量检验焊接质量检验，在焊接结构产品中占有很重要的地位。它可以及时发现产品中的缺陷，找出缺陷产生的原因，从而在材料，焊接工艺等方面采取相应措施，减小废品率，保证出厂产品的质量。直最示定公器路。焊接产品的检验，除了用肉眼直接观察外，还有磁性探伤法，荧光检验法，超声波探伤法，以及X射线和γ射线探伤法。这些探伤法是互相补充的。每一种探伤法都并非万能。用肉眼观察只能发现产品表面的一些严重缺陷，如咬边，焊瘤，表面气孔等。磁性探伤适用于薄壁件或焊缝表面裂缝的检验，也能检验出一定深度和大小的未焊透。但难于发现气孔、夹渣以及隐藏在深处的缺陷。一般焊接机器人的工艺过程及相关问题

X射线探伤法对焊缝厚度小于30毫米的工件，显示缺陷的灵敏度较高。射线的穿透能力比X射线大，用γ射线探伤法能检验300毫米厚的钢板，但用它来检验厚度小于50毫米以下的钢板则灵敏度较低。X射线最高灵敏度为1%，γ射线最高灵敏度为2%。但缺陷厚度小于工件厚度的1.5%时，不管其缺陷面积有多大，X和γ射线检验都无法发现。超声波探伤法适用于厚度大于40毫米的工件的探伤，它比X射线和γ射线检验的灵敏度要高。但超声波探伤辨别缺陷性质的能力较差，而且要求被检验的工件表面光洁、平滑。用超声波对重要产品的缺陷性质判断不清时，应配合采用X射线或γ射线拍片加以校对。

荧光探伤法用来检验非磁性材料——不锈钢、铜、铝及其合金的各种表面缺陷。此法也可用来检查焊缝的致密性。检验时把零件浸在煤油和矿物油的混合液中数分钟，然后取出干燥，使混合液