茂景智能:低压电气柜焊接机器人自动化解决方案
  2021/09/30| 阅读次数:275


焊接技术是一种古老而现代的加工技术。古代的焊接方法主要有铸焊、钎焊和锻焊。中国商代的铁钹是由铁和铜铸造和焊接而成的。春秋战国时期曾侯乙墓建谷铜底座上有许多盘龙片,它们之间是分段钎焊连接的。经过行家分析,使用的元件与现代软钎料相似。战国时期制造的剑是用钢制成的,背面是熟铁,通常是通过加热锻造和焊接而成。


焊接技术进步的突出表现是焊接过程从机械化向自动化、数字化、智能化发展。焊接机器人的应用是焊接过程高度自动化的重要标志。目前,机器人在我国各种工业制造加工领域广泛用于替代人工工作,焊接机器人占所有机器人的60%以上。焊接机器人广泛应用于汽车、摩托车、工程机械和机械加工等部门和行业的焊接生产中。当然,使用弧焊机器人的优势也非常显著:

1.稳定和提高产品质量,降低返工率或废品率。


2.使生产系统通用,便于产品修改。


3.提高劳动生产率,降低生产成本。


4.改善工作环境,确保安全生产。


5.降低操作人员对工种的熟练程度,不再要求每个操作人员都是熟练工种。


6、解决劳动力或技术工人短缺等问题。为此,除了一些大型企业,越来越多的中小企业也想使用弧焊机器人。为此,九德智能装备有限公司介绍了弧焊机器人的一些成功应用实例,并向大家介绍了其系统组成、系统特点、焊接工艺特点、应用效果等行业案例,旨在共同推动弧焊机器人应用水平的进一步提升。


低压电气柜焊接机器人自动焊接生产解决方案。


低压电气柜是一种广泛应用于电气行业的产品。开关柜是开关柜中工作量至大的部件。一个机柜大约有80-100个焊缝,总长约2米。机柜体积适中,非常适合与小型焊接机器人弧焊工作站进行焊接。橱柜上的焊缝平直,但空间布局复杂,内腔小,零件多。可见,机柜焊接的焊接参数选择并不难,关键在于以下几个要素:


1.生产过程的分配。


2.夹具的设计和制造。


3.生产时间能否满足要求


茂景智能:低压电气柜焊接机器人自动化解决方案


一.焊接机器人弧焊工作站的系统组成及系统特点。


该系统由弧焊机器人、一套自动焊接设备(焊接电源)、焊接定位器、一套焊接夹具和机器人周围的辅助设备组成。机器人负重6公斤,垂直延伸2511毫米,水平延伸1440毫米,体重130公斤。自动焊接设备(焊接电源)采用沃能士/福尼斯公司生产的MIG/MAG TPS-CMT焊机,沃能士/福尼斯焊机MIG/MAG TPS-CMT是工艺CMT的冷焊工艺,意味着所有材料的应用效果突出,是世界上至稳定的电弧。焊接变位机是由交流伺服电机驱动的具有外轴功能的单旋转头尾架机构,承载350Kg。焊接夹具是由气缸驱动的自动夹具。该系统采用人工装卸,焊接机器人自动焊接。在焊接生产过程中,焊接定位器可以配合焊接机器人随意翻转,使焊缝与焊枪之间保持至佳的焊接姿态。


二、焊接机器人弧焊工作站产品特点及焊接要求。


焊接机器人弧焊工作站对于一个生产车间来说并不是一个独立的环节,它与它前后的所有环节都有关系,尤其是提供焊接毛坯的生产环节。由于焊接机器人通过示教再现完成运动轨迹,自身重复定位精度很高(0.1),因此工件的精度会影响焊接机器人的焊接可行性。通常,焊接机器人需要精确一致的工件装配。如果焊接机器人配备高精度工件,可以快速焊接出高质量的焊缝。同时,在精度较低的情况下,增加跟踪功能可以完成焊接生产,但这必然会增加投资,降低生产效率。


综上所述,低压电器开关设备的钢板全部采用激光切割,可以达到很高的精度。但有时也会出现一致性问题,主要是下料时钢板定位不准造成的。在估算焊接机器人工件允许偏差时,通常是以焊丝直径的一半为基础。超过该限值时,不能进行正常焊接。这种偏差包括工件本身的误差和焊接夹具的定位误差。


三.焊接机器人弧焊工作站夹具设计。


夹具在焊接机器人中起着关键作用。许多焊接机器人系统的成败,即夹具设计的成败,都是与手工焊接夹具的成败相比较的。机器人夹具有着完全不同的设计思路和方法,是一项专业性很强的工作,需要在特殊领域有丰富的经验。


1.焊接机器人不具备自我判断能力。每次都一丝不苟地执行程序员教的工作,这对夹具的精度要求很高,既要保证工件本身的精度,又要保证焊接机器人能正常完成焊接工作。因此,焊接机器人的夹具一般需要严格的精度检验。当然,这些都不是问题的关键,关键是在工件误差较大时,如何避免或减少这些误差对机器人焊接的不利影响,从而避免使用昂贵的焊缝跟踪功能。比如在低压电气柜的焊接中,大槽模板的宽度误差和高度误差分别为3.8毫米和2.2毫米,这是焊接机器人完全不能容忍的。与用户讨论方案时指出,该件不能完全焊接,可以单面焊接,剩余一面可以手工修复。这样,在焊接夹具的设计中,可以采用一侧定位,另一侧设置弹性挡块,以满足不同尺寸工件的定位要求。


2.焊接机器人远不如人灵活,焊接机器人的自动焊枪比手动焊枪大,所以在设计夹具时,需要考虑焊枪有足够的空间和路径来使用。检查工件上的所有焊缝,为了获得良好的焊接姿势,建议夹具越细越厚越好,以保证夹具的可靠性。这是一对矛盾,有时候牺牲一定的焊接姿势就能解决,但必须通过焊接来检验。有些焊缝是焊接机器人无法完成的,这是由焊接机器人本身的特点决定的。作为焊接机器人系统的使用者,应该明白,使用焊接机器人的真正意义,并不是取代所有的手工劳动,而是发挥它的长处,做它擅长的事情,从而充分发挥焊接机器人的作用,否则,它会想方设法做好每一件事,结果,什么都做不好。


3.复杂的工件要分几个工序完成。一方面夹具可以更简单可靠,另一方面方便焊枪自由运行。当自动焊接工艺无法合理安排时,可以增加手动预焊工艺,先将部分零件固定(相当于同时定位夹紧),再与其他零件焊接在一起。此外,预焊夹具还必须考虑精度要求。


4.焊接热变形是焊接过程中至困难的现象,这也给夹具设计带来了一些新的课题。首先要考虑用户对工件变形的允许程度,通过分解焊接过程,改进焊接顺序,将焊接变形降到至低。同时也要考虑工件焊接后的卸载问题,有时需要加一个助力机构,将工件推出或拔出定位销。


5.夹具设计还应充分考虑降低操作人员的劳动强度,提高人员和设备的安全性。夹具应能自动判断夹紧是否到位,工件是否有错,各机构动作顺序是否正确等因素。


四.焊接机器人弧焊工作站的生产节奏和生产效率。


作为焊接机器人制造商和焊接机器人系统的应用集成商,通常根据用户的工件要求来估计生产节奏,但无论如何都与实际生产有偏差。当生产节拍成为一个重要因素时,实际值应该通过实验来测量。缩短生产时间可以提高生产率。对于单工位生产,除焊接时间外的辅助时间对生产节奏有直接影响,因为焊接机器人只能在此期间等待,而对于双工位以上的系统,辅助时间的影响要小得多,只要辅助时间不超过焊接作业时间,就可以认为没有影响,所以常规的焊接机器人工作站采用双工位的形式。