爬行式弧焊機(jī)器人立向與橫向焊接工藝的研究
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大型重要構(gòu)件的焊接越來越多，僅僅依靠手工焊接難于滿足焊接質(zhì)量和焊接效率的要求，焊接自動化將成為焊接技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在此介紹新型爬行式弧焊機(jī)器人的焊接工藝問題，其目的是為了實現(xiàn)大型構(gòu)件的全位置自動化焊接。
該系統(tǒng)對國內(nèi)外現(xiàn)有的焊接設(shè)備和方法來說是全新的，所以在整個設(shè)計、完善和試驗過程中不可避免的遇到了很多問題和困難，在此就焊接試驗過程中所遇到的問題和采取的解決辦法做一說明。
1 爬行式弧焊機(jī)器人系統(tǒng)
爬行式弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成主要由永磁履帶爬行機(jī)構(gòu)、激光圖像傳感系統(tǒng)、信息處理及跟蹤控制系統(tǒng)所組成，如圖1 所示。爬行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人的運(yùn)動動力系統(tǒng)；圖像傳感與信息處理系統(tǒng)構(gòu)成焊接識別系統(tǒng)，以識別焊縫，與跟蹤控制系統(tǒng)一起組成焊縫跟蹤系統(tǒng)，以實現(xiàn)運(yùn)動中的焊縫跟蹤和焊接。
在十字滑塊的上滑塊上固定有螺絲可調(diào)節(jié)鋼臂，其平行于機(jī)器人車體，用以焊槍的對準(zhǔn)調(diào)節(jié)。前端為擺動器，其上可夾持焊槍，用以完成焊接過程焊槍的擺動，參數(shù)可調(diào)。
為了保證焊接電流在試驗過程中穩(wěn)定可靠，以使焊接試驗?zāi)軌蜉^準(zhǔn)確地反映該套系統(tǒng)用于焊縫跟蹤焊接的實際效果，焊接用電源和送絲機(jī)構(gòu)選用芬蘭KEMPPI公司生產(chǎn)的 KEMPPI PR0500，它的焊接模式、焊接脈沖、電流、電壓等多項焊接參數(shù)均可隨時手動調(diào)整，在焊接過程中并能根據(jù)已有參數(shù)自動穩(wěn)定焊接電流、電壓。
2 焊接工藝與試驗
采用該系統(tǒng)我們做了兩種位置的焊接試驗，分別為立焊和橫焊（大型構(gòu)件主要的焊接位置分為立焊和橫焊，針對這兩種焊接位置來進(jìn)行試驗研究。）在實際手工焊接的過程中!這兩種位置的焊接所采用的焊接方法有很大差異，工藝方法也就有很大不同。
2.1 試驗材料
為符合在工業(yè)生產(chǎn)中的造船、制罐等實際用材情況，選用普通碳鋼!焊絲選用直徑1.2MM 鍍膜焊絲。
2.1 焊接工藝
2.2.1 焊接方法
采用氬氣、co2混合氣體保護(hù)MIG 脈沖焊；背面使用陶瓷襯墊；單面焊雙面成形工藝蓋面根據(jù)焊接位置為立焊一道、橫焊多道成形。
2.2.2 焊接坡口
a. 立焊。 坡口選用“V”型坡口，具體坡口形式及尺寸如圖2所示。焊前坡口及周圍20MM范圍內(nèi)清除水、油、銹等，露出金屬光澤，以保證激光圖像傳感系統(tǒng)對焊縫的順利識別。
b. 橫焊。坡口選用不對稱"v"型坡口,具體坡口形式及尺寸如圖3 所示。焊前需處理坡口表面。
2.2.3 工藝規(guī)范
在試驗過程中，除對焊機(jī)參數(shù)的整定和正確調(diào)節(jié)外，焊槍位置、焊槍的擺動、焊接速度對焊接質(zhì)量、焊縫成形都有很大的影響。因為這些量依靠手調(diào)、特別是焊槍位置、焊槍擺動，在實際操作中不便于測量，調(diào)節(jié)難度較大。
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