【編者按】柔性焊接線是一種柔性制造系統(tǒng)(FMS)然那，由裝卸小車甩恼、主控臺每瞒、隨行工裝偶摔、焊接站和存放臺等五部分組成暇唾。隨行工裝對工件進(jìn)行裝夾后，利用傳感器的輸出信號將隨行工裝上面的工件由運(yùn)輸小車運(yùn)送到各焊接站內(nèi)的焊接變位機(jī)上辰斋，而后由主控臺進(jìn)行程序控制并由機(jī)械手進(jìn)行全自動焊接策州。它不同于單一的電焊機(jī)，因此在工藝安排上也有所不同宫仗。

1 引言

柔性焊接線是一種柔性制造系統(tǒng)(FMS)够挂，由裝卸小車、主控臺藕夫、隨行工裝孽糖、焊接站和存放臺等五部分組成。隨行工裝對工件進(jìn)行裝夾后毅贮，利用傳感器的輸出信號將隨行工裝上面的工件由運(yùn)輸小車運(yùn)送到各焊接站內(nèi)的焊接變位機(jī)上梭姓，而后由主控臺進(jìn)行程序控制并由機(jī)械手進(jìn)行全自動焊接霜幼。它不同于單一的電焊機(jī)，因此在工藝安排上也有所不同驱请。

2 柔性焊接線的工藝安排

2.1 工件的前期準(zhǔn)備

柔性焊接線在編程時(shí)采用了通過示教器在工件上直接進(jìn)行步點(diǎn)模擬的方式庵伙。它是將焊槍在運(yùn)動過程中的軌跡用步點(diǎn)形式來確認(rèn)，并通過焊嘴與工件在接觸過程中形成短路來默認(rèn)工件的形狀和具體位置墓永。因此枪笆，在工件的前期準(zhǔn)備中，對工件的要求較為復(fù)雜毫蚁。具體如下：

2.1.1 板材的預(yù)處理

柔性焊接線采用Ar(氬)和CO2混合氣體保護(hù)焊挠辆。雖然這種焊接方法對水和表面淺層銹蝕的敏感性不大，但在焊槍的搜索過程中析深，由于它們的存在將直接導(dǎo)致噴嘴無法與工件形成短路华雷，確認(rèn)不到工件的具體位置。因此咨锐，在結(jié)構(gòu)件拼焊之前需要先對板材進(jìn)行預(yù)處理持蓄。

2.1.2 拼焊位置的統(tǒng)一性

機(jī)械手在焊接過程中焊縫位置誤差≤3mm。這對于批量生產(chǎn)過程中焊縫位置的統(tǒng)一性要求是非常高的系馁。無論是折彎件臂外、壓延件抑或是其它形式的工件，在加工過程中都必須準(zhǔn)確到位喇颁，否則對拼焊會造成極大的影響漏健。另外，對拼焊工裝的定位要求也是非常高的橘霎。

2.1.3 坡口的大小

在編程過程中蔫浆，編程人員根據(jù)坡口的大小，將會選擇不同的焊接參數(shù)姐叁。如果坡口不均勻瓦盛，在焊接過程中就會出現(xiàn)焊縫未填滿或焊接填充物外溢等缺陷。因此在板材加工過程中七蜘，通常采用機(jī)械坡口來代替手工坡口谭溉。

2.2 編程

2.2.1 準(zhǔn)備工作

(1)檢查機(jī)器人及其它設(shè)備的驅(qū)動程序是否已正確裝入;

(2)檢查輸入的焊槍參數(shù)是否與所用焊槍相符;

(3)檢查焊接電源工作是否正常;

(4)檢查送絲機(jī)構(gòu);

(5)檢查設(shè)備各單軸的工作性能;

(6)手動控制各單軸直至到達(dá)極限位置;

(7)檢查機(jī)器人的最大行程以及機(jī)器人在軌道上的最大行程;

(8)檢查機(jī)器的工作區(qū)域;

(9)檢查工作裝置(機(jī)械墙懂、氣嘴清潔橡卤、送絲、氣水監(jiān)控部分)是否處于工作狀態(tài);

(10)檢查所有外軸的組定義;

(11)檢查示教器鍵盤的可操作性;

(12)檢查TCP(焊槍尖)的設(shè)定情況损搬，使用復(fù)合模式轉(zhuǎn)動第四碧库、五、六軸;

(13)準(zhǔn)備參考程序;

(14)設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu);

(15)檢查緊急制動開關(guān)及安全設(shè)備的功能;

(16)將準(zhǔn)備用來保存程序的磁盤格式化;

(17)TCP的校驗(yàn)功跑。

第一次調(diào)整TCP是在設(shè)備安裝后由維修工程師進(jìn)行乞哀，但編程人員在每次編程前均應(yīng)再校驗(yàn)一次谤变。通過對校驗(yàn)參考程序的調(diào)用，確認(rèn)焊槍尖位置與參考點(diǎn)是否絕對吻合趣情，以便確認(rèn)各軸是否處于零位适系。

2.2.2 編程

(1)區(qū)別焊點(diǎn)與空點(diǎn)

焊點(diǎn)是指每一個(gè)帶有焊接參數(shù)的步點(diǎn);空點(diǎn)是機(jī)械手在焊縫外空跑時(shí)盡可能短距離地移到焊縫起點(diǎn)的步點(diǎn)。

(2)停頓時(shí)間

在焊縫的起點(diǎn)與終點(diǎn)位置應(yīng)設(shè)置停頓時(shí)間纺辟，一般情況下為0.2秒高骑。它可以有效地避免出現(xiàn)弧坑或焊縫脫節(jié)等焊接缺陷。

(3)樣板焊縫

樣板焊縫為一次性定義的焊縫脾仁，定義工作可在工件或樣板上于程序編制前進(jìn)行辈殃，而程序使用時(shí)必須使用“調(diào)用”項(xiàng)(焊縫數(shù)據(jù)寄存器)。調(diào)用時(shí)秕栓，只要在“樣板名稱”中輸入樣板焊縫的名稱债案，即可在同一個(gè)程序或其它程序中相應(yīng)的位置上使用。定義樣板焊縫時(shí)可以使用以下幾種類型：

①直線性運(yùn)行;②擺動性運(yùn)行;③多層焊邢入。

如果一旦編制好了一個(gè)樣板焊縫且加以定義截型，那么就可以在以后的每個(gè)步驟中使用。在步點(diǎn)中將擴(kuò)展名定義為Welding sequence(焊接次序)俱诸。

(4)單點(diǎn)尋找和電弧傳感

①單點(diǎn)尋找是指通過搜索特定的單點(diǎn)菠劝，從而使機(jī)器人找到焊縫的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際位置正確將焊縫完成睁搭。但是單點(diǎn)尋找不可搜索焊縫樣板的定義路徑赶诊，而且在線性焊縫中起始點(diǎn)及目標(biāo)點(diǎn)可分別搜索。此時(shí)在步點(diǎn)中將擴(kuò)展名定義為Single point 　search(單點(diǎn)搜索)园骆。

②電弧傳感

由于焊接電流根據(jù)焊嘴與工件間的距離每次輸出都有所變化舔痪，因此在編程時(shí)可以采用電弧傳感來對焊縫進(jìn)行分辨和跟蹤，在工件誤差較大時(shí)仍然可以準(zhǔn)確地找到焊縫位置锌唾，即使工件放置位置與編程位置差距較大也可精確地進(jìn)行焊接锄码。但是該功能的先決條件是使用適當(dāng)?shù)暮附雍蛿[動參數(shù)進(jìn)行編程。焊縫搜索系統(tǒng)在填充焊縫的短弧及噴弧范圍內(nèi)晌涕，從距剩余邊高約4～5mm的地方開始起作用滋捶，根據(jù)焊縫實(shí)際偏差及擺動寬度和靈敏度預(yù)選參數(shù)，并在3～6次擺動內(nèi)到達(dá)焊接點(diǎn)余黎〕诹停考慮到實(shí)際焊縫與編程位置的最大允許偏差，在編程時(shí)可假設(shè)當(dāng)各位置偏差達(dá)到3mm時(shí)才可進(jìn)行調(diào)整才擒，此時(shí)可以將步點(diǎn)中的 Seam sensing(焊縫感測)設(shè)置為on(開)钩裆。

(5)程序模擬

在實(shí)施焊接工作之前，應(yīng)先將程序以最小速度無“電流”模擬運(yùn)行一次善瞧，如果此時(shí)發(fā)現(xiàn)錯誤可隨時(shí)將機(jī)器人停止并進(jìn)行修正图盖，以免在焊接過程中造成焊接缺陷毕蕉。

2.3 焊接

2.3.1 單一圓、直焊和擺動焊

在機(jī)械手焊接過程中企著，單一的圓乙笛、直焊縫構(gòu)成了機(jī)器焊接過程中的第一種基本焊縫，而第二種基本焊縫莫過于在焊接過程中增加了擺動點(diǎn)冒溜，從而使焊槍在焊縫兩側(cè)擺動前進(jìn)堰聪，而步點(diǎn)中的擴(kuò)展名也由none(無)變?yōu)閛scillating(擺動)。但在擺動焊中承跟，一定要注意擺動頻率與走絲速度相匹配缝帝。如果走絲速度太高而擺動頻率過低則會造成焊接填充物太少;如果走絲速度太低而擺動頻率過高又會造成余高過大。

2.3.2 單層焊與多層焊

在單層焊的編程過程中花墩，通常只需確定焊縫的起點(diǎn)和終點(diǎn)悬秉，而多層焊卻需確定起點(diǎn)、終點(diǎn)及各層之間的空點(diǎn)及以后各層的起始點(diǎn)冰蘑。在單層焊中常采用單點(diǎn)尋找的方法進(jìn)行焊接和泌，在多層焊中常采用電弧傳感跟蹤和調(diào)用樣板焊縫等方法。在多層焊中尤其要注意層間的空跑點(diǎn)祠肥，以防出現(xiàn)焊槍與工件的干涉現(xiàn)象武氓，另外在焊接參數(shù)的選擇和各層之間焊槍角度的調(diào)整上也應(yīng)引起重視。

2.3.3 焊接工藝參數(shù)

(1)混合比：在柔性焊接線焊接過程中仇箱，為獲得較小的飛濺县恕，根據(jù)它們之間不同混合比時(shí)的飛濺率不同，可采用具有較小飛濺率的Ar與CO2的比例剂桥，一般為　80∶20忠烛。

(2)電流、電壓：在電流权逗、電壓的選擇上美尸，本著保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率的原則僵馒，并結(jié)合氬基混合氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)和板厚的不同幼氏，一般選用較大的電流與電壓數(shù)值。

(3)氣流量：一般選用具有中等規(guī)范的焊接氣流量绸秸。

2.3.5 焊接變形的控制

機(jī)械手在焊接過程中嬉拾，熔深比較大，焊接時(shí)間短辫航，熱量比較集中斑渠，因此會產(chǎn)生較大的焊接變形钉拯。為了減少焊接變形漓惕，一般在編程之前可以預(yù)先編制合理的焊接順序榕诬，通過手工焊接來進(jìn)行試驗(yàn)，測出變形量每贮，并在拼焊時(shí)預(yù)留余量菜犀，而后再開始編程。在編程時(shí)根據(jù)驗(yàn)證過的焊接順序榔汤，并且隨著編程位置的多方位調(diào)整栽斑，可以有效地減小焊接變形。除此之外残炮，對于一些具有較大變形量的工件韭赘，還可以采取雙機(jī)聯(lián)動的編程方式，使工件在焊接過程中實(shí)現(xiàn)同步對稱焊接势就，起到控制變形的作用泉瞻。

2.4 補(bǔ)焊

機(jī)械手焊接一般適用于長、直焊縫或具有較大焊接空間的外觀焊縫苞冯。由于各種原因可能導(dǎo)致工件焊完后仍需對機(jī)械手的焊接缺陷進(jìn)行修復(fù)袖牙，對機(jī)械手未焊到的焊縫繼續(xù)焊接，所以通常情況下要增設(shè)補(bǔ)焊工序舅锄。

3 產(chǎn)品的多樣化

實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品的上線焊接鞭达，主要是通過對焊接隨行工裝的改進(jìn)。在柔性焊接線中皇忿，變位機(jī)采用的是前后方向的單方位旋轉(zhuǎn)變位機(jī)和L形多方位焊接變位機(jī)畴蹭。根據(jù)焊縫的需要，可以自行選擇變位機(jī)鳍烁。由于每種變位機(jī)均配備了隨行工裝撮胧，因此通常情況下可以對隨行工裝直接進(jìn)行修復(fù)，增加各種定位及輔助支承与笛，確保工件的裝夾牢固和位置統(tǒng)一围娃。在修復(fù)過程中，應(yīng)盡量保證多種產(chǎn)品的通用性得惩，可以通過變換一些簡單的小定位塊碎痘、芯軸、隔套皇苫、螺栓等方法來達(dá)到多快好省的目的创靴。另外，為了實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品的焊接烈拉，在編程時(shí)還可以運(yùn)用程序平移來進(jìn)行站站互換偶刃，避免在產(chǎn)量不均衡時(shí)站與站之間焊接工作量的不均現(xiàn)象。

4 工件在柔性焊接線內(nèi)的流轉(zhuǎn)

運(yùn)輸小車是焊接線區(qū)別于焊接站的主要標(biāo)志牛拭。小車通過傳感器的傳感作用自動將上件臺上的工件運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)焊接站進(jìn)行焊接嘹谎，當(dāng)站內(nèi)已有工件在焊接時(shí)大熟，它便將工件暫時(shí)存放在緩存架上，等到工件在站內(nèi)焊接完畢囤恶，小車便將工件直接轉(zhuǎn)運(yùn)到卸件臺偿荷。

5 結(jié)論

通過對柔性焊接線進(jìn)行合理的工藝安排，不僅可以提高生產(chǎn)效率唠椭，而且可以保證焊接質(zhì)量跳纳，減小焊接變形，降低勞動強(qiáng)度贪嫂。

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