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焊接机器人在汽车生产中应用

焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量，因而甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的运动时间也大为缩短。该公司近推出一种高度低的点焊机器人自动焊接机器人，用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起，共同对车体上部进行加工，从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接，板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后自动焊接机器人，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境。

焊接机器人熔池温度的影响因素有很多

焊接机器人进行焊接工作的时候，其熔池溫度的多少与许多要素相关，焊接机器人包含焊丝角度、焊接時间、焊丝直徑、焊接工艺等要素，因此假如发现熔池溫度过高，就需要从这几方面下手进行减温搬运机器人。

焊接机器人焊接过程中，焊丝与焊接方位的夹角在九十度时，电弧聚集，熔池溫度高;而夹角小，电弧分散化，熔池溫度较低。例如在进行12mm平焊封底层的时候，焊丝角度应操纵在60-70度，使熔池溫度有一定的减少，防止了反面形成焊疤或起高。次之，要严控焊接机器人系统电弧燃烧時间，断弧的頻率和电弧燃烧時间直接影响着熔池溫度，因为壁厚较薄，电弧热量的承受力比较有限，假如减慢断弧頻率来减少熔池溫度，易形成缩孔，因此只有用电弧燃烧時间来操纵熔池溫度，防止管道內部焊缝极高或形成焊疤。

常规状况下，要求焊接机器人依据焊缝空間部位、焊接层次来选用焊接电流和焊丝直徑，开焊时选用的焊接电流和焊丝直徑比较大，立、横仰位较小。只有这样，才可以更为容易操纵熔池溫度，使得焊缝成型。依据过去的经验，焊接机器人采用圆圈形运条时熔池溫度高过半月形运条溫度，半月形运条溫度又高过锯齿状运条的熔池溫度，因此尽可能采用锯齿状运条，而且用晃动的幅度与在坡口两边的停顿，有效的操纵了熔池溫度。

用自动的焊接机器人焊接产品有哪些优点？

(1) 安稳和进步焊接质量,保证其均一性。

焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接成果起决定作用。选用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小,降低了对工人操作技能的要求，因而焊接质量是安稳的。而人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，因而很难做到质量的均一性。

(2) 改善了工人的劳动条件。

选用机器人焊接工人仅仅用来装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等，对于点焊来说工人不再搬运粗笨的手艺焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。

(3) 进步劳动出产率。机器人没有疲惫，一天可24小时连续出产，另外跟着高速焊接技能的应用，使用机器人焊接，功率进步的愈加显着。

(4) 产品周期明确，容易控制产品产量。

机器人的出产节拍是固定的，因而组织出产计划十分明确。

(5) 可缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。

可完成小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的大差异就是他可以经过修正程序以习惯不同工件的出产。

焊接机器人进行熔化极气体保护焊时的送丝方式

在利用焊接机器人进行熔化极气体保护焊的过程中，送丝过程基本都是一步到位了，那是因为焊接机器人中设置有自动化的送丝系统，包括了送丝、送丝软管、焊丝盘等部分组成，通过的配置将将焊丝送至位置。

焊接机器人的送丝系统可以通过三种不同的方式送丝，一种是推丝式，这样的结构相对比较简单、轻便，操作维修也很方便，但就是焊丝送进的阻力较大，随着送丝软管的加长，送丝稳定性变差。所以，这种送丝方式通常应用于焊丝直径为2.0mm、送丝软管长度为5m的半自动熔化极气体保护焊中。

焊接机器人送丝系统用到的另一种送丝方式是拉丝式，将焊丝盘和焊枪分开，使得两者通过送丝软管连接。另一种是将焊丝盘直接安装在焊枪上。这两种都适用于细丝半自动熔化极气体保护焊，使用焊丝直径小于或等于0.8mm，送丝较稳定。

还有一种是推拉丝式送丝方式，也是焊接机器人送丝系统中会用到的工作方式，这种送丝系统中同时有推丝机和拉丝机，其中推丝为主要动力，拉丝是将焊丝校直。虽然它的送丝软管可加长到10m，但由于结构复杂，所以实际中用的并不多。

既然送丝是焊接过程中不必可少的作业环节之一，那就要好好处理，在设计焊接机器人的时候也要将这方面考虑在内，使其送丝系统满足实际焊接的需求。

焊接机械手

在焊接机械手的配合下，完成的放热焊接点象铜一样不受腐蚀性产物的影响，能经受反复多次的大浪涌电流而不退化，可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢包括不锈钢及高阻加热热源材料。

当遇到一些特殊情况的话，还可以采用两层两道的焊法，比如说焊脚尺寸在8-10mm时，可采用两层两道的焊法。焊接机械手在焊层时，可采用3-4mm直径的焊条，焊接电流稍大些，以获得较大的熔深。然后采用直线形运条法，在收尾时应把弧坑填满或略高些，这样在焊接第二次收尾时，不会因焊缝温度而产生弧坑过低的现象。

在焊接机械手焊第二层之前，必须将层的熔渣清除干净，同时采用4mm直径的焊条，焊接电流不宜过大，电流过大会产生咬边现象。当第二道焊缝覆盖层大于2/3时，在焊接第三道时可采用直线往复运条法，以避免第三道焊缝过高。

弧焊机器人的负载能力和设计

弧焊机器人是从事焊接的工业机器人，这是一种多功能，可重新编程的机械手，具有三个或更多可编程轴，适用于工业自动化领域。为了适应不同的目的，弧焊机器人种一个轴的机械接口通常是连接法兰，可以配备不同的工具或末端执行器。弧焊机器人将焊钳或焊接枪安装在端轴法兰上，以便焊接，切割或热喷涂。

实践证明，弧焊机器人需要多少负载能力取决于所使用的焊钳类型，对于与变压器分开的焊钳，负载为30至45 kg的机器人足够了。然而，一方面，由于二次电缆的长度，焊钳具有大的电能损失，并且不利于机器人将焊钳延伸到工件中。 另一方面，电缆在没有机器人移动的情况下运行，并且电缆快速损坏。

因此，综合焊钳的使用正在逐步增加，这种焊钳与变压器质量一起约为70kg。 考虑到弧焊机器人具有足够的负载能力，焊钳可以被送到空间位置以便以大的加速度进行焊接，并且通常选择负载为100至150kg的重型机器人。

为了满足连续点焊过程中焊钳短距离快速位移的要求，新型机器人增加了在0.3秒内执行50毫米排量的能力。这对电动机的性能，微机的运行速度和算法提出了更高的要求。

弧焊机器人中采用了设计的双锥锁定活塞带定位销，确保了出色的可重复性。满载后，数百万次循环测试的结果表明，一般精度优于标签值，硬度高。由于锁定机构的活塞的高锁定力和大半径，工具快速更换装置提供高扭矩阻力，锁定后的换刀装置在大惯性运动期间不会松动。