卓君

ABB機(jī)器人弧焊系統(tǒng)在采煤機(jī)制造行業(yè)的應(yīng)用

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1. 概述

采煤機(jī)是一種大型的焊接結(jié)構(gòu)件，主要由牽引部、截割部、電氣系統(tǒng)及附屬配件構(gòu)成，焊接技術(shù)在其制造過程中起到至關(guān)重要作用。我公司傳統(tǒng)使用CO2氣體保護(hù)焊完成結(jié)構(gòu)件的焊接，后為提高質(zhì)量選用Ar+CO2混合氣體焊接，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的日益發(fā)展，現(xiàn)在我公司逐步使用機(jī)器人弧焊技術(shù)生產(chǎn)重要部件。

機(jī)器人焊接在解放勞動(dòng)力，提高效率，實(shí)現(xiàn)長時(shí)間工作的同時(shí)，也能夠達(dá)到高精度，保證產(chǎn)品焊縫美觀質(zhì)量可靠。本文就ABB機(jī)器人在我公司的應(yīng)用狀況及技術(shù)特點(diǎn)闡述如下。

2. ABB機(jī)器人系統(tǒng)概況

我公司選用ABB2600型六軸焊接機(jī)器人，一套ABB標(biāo)準(zhǔn)雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)IRBP500A，操作時(shí)焊接機(jī)器人和變位機(jī)可協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，完成焊接動(dòng)作。另附Fronius全數(shù)字化逆變脈沖焊機(jī)及智能尋位及電弧追蹤系統(tǒng)，通過大地坐標(biāo)及工具坐標(biāo)中心點(diǎn)（TCP）設(shè)置確定基準(zhǔn)坐標(biāo)。圖1為我公司ABB弧焊機(jī)器人工作運(yùn)行情況。

弧焊機(jī)器人焊接任務(wù)的完成是由機(jī)器人的姿態(tài)及焊接參數(shù)的配合完成的。一方面要求調(diào)試人員設(shè)置機(jī)器人最舒服的姿勢，若焊槍姿勢不合理會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人抖動(dòng)增大，焊縫不均勻；另一方面要求運(yùn)動(dòng)過程中不斷協(xié)調(diào)焊接參數(shù)，保證焊縫熔池的熔寬，與母材的熔合度，熔深及成形等。

具體操作內(nèi)容如下：針對首焊件焊接操作過程包括離線焊接程序的編制，手動(dòng)調(diào)節(jié)通過示教器操作尋位及尋找焊接起始點(diǎn)、終止點(diǎn)及安全位置，焊接參數(shù)的調(diào)整三大部分。其中工作量最大的部分為點(diǎn)的尋找，及焊接參數(shù)的調(diào)整。首焊件完成后，后續(xù)批量生產(chǎn)僅將機(jī)器人轉(zhuǎn)換為自動(dòng)調(diào)節(jié)，機(jī)器人自行完成尋位操作后，便開始自動(dòng)焊接，無需人工輔助。

圖1 ABB弧焊機(jī)器人

3. 機(jī)器人的焊接編程設(shè)置

我公司ABB弧焊機(jī)器人目前主要用于采煤機(jī)電控箱、泵箱的焊接。電控箱屬于密閉防爆件，焊接完成后需打壓測試，因此焊接工藝要求更加嚴(yán)格。普通手工焊接存在焊接接頭處缺陷，焊縫均勻性差，這些缺陷成為后期的打壓及工礦使用中的隱患。N13701是我公司應(yīng)用較廣泛產(chǎn)品，且其結(jié)構(gòu)極具代表性。下面以我公司N13701電控箱為例，簡述機(jī)器人操作過程。

（1）編程順序 本文采用

示教器在線編程方式。順序?yàn)椋篣ltraEdit-32軟件搭建程序框架→調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)，記錄尋位點(diǎn)及焊接點(diǎn)→修改焊接參數(shù)，焊接電流、電弧電壓、擺動(dòng)方式等→模擬運(yùn)行調(diào)整參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)首件生產(chǎn)→通過尋位功能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

（2）焊接工藝設(shè)置 首先，擺動(dòng)控制。機(jī)器人擺動(dòng)控制用到的參數(shù)包括：擺動(dòng)方式、擺動(dòng)類型、擺動(dòng)頻率、擺動(dòng)寬度左右極點(diǎn)停頓時(shí)間（sec）、焊槍繞XY軸旋轉(zhuǎn)及焊槍抬高角度等。通過以上參數(shù)調(diào)整確定焊槍的角度及擺動(dòng)姿勢。

其次，焊接參數(shù)控制。焊接參數(shù)包括起收弧參數(shù)，通過調(diào)整引收?。ㄖ鳎┖附与娏?，引收?。ㄖ鳎╇娀‰妷?、焊接速度、氣體保護(hù)時(shí)間，來控制焊接過程。參數(shù)要求合理匹配，否則在焊接過程中易出現(xiàn)飛濺堵塞焊槍，也易產(chǎn)生未焊滿、塌陷等缺陷。

焊接參數(shù)中，由于該福尼斯焊機(jī)為一元化調(diào)節(jié)，因此根據(jù)產(chǎn)品類型設(shè)置合理的焊接電壓及焊接速度即可。

擺動(dòng)參數(shù)中，根據(jù)不同的坡口類型及坡口尺寸選擇合適擺動(dòng)方式及擺寬。

多層多道：ABB弧焊機(jī)器人設(shè)置有多層多道焊命令。使用時(shí)調(diào)用該指令，通過參數(shù)調(diào)整調(diào)節(jié)焊槍姿態(tài)。

由于電控箱要求密封性好，在焊接過程中選擇連續(xù)焊（見附表焊接參數(shù)）。采用這種連續(xù)焊接方式，有效避免了焊縫在拐角處缺陷的產(chǎn)生（見圖2）。

焊接參數(shù)

圖2

4. 焊接技術(shù)特點(diǎn)

N13701電控箱焊接焊達(dá)率可到70%，基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人全方位焊接。通過尋位功能的使用實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，極大地提高了生產(chǎn)效率及焊縫質(zhì)量。

焊接機(jī)器人的使用是采煤機(jī)制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，可廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、船舶、汽車制造等多個(gè)行業(yè)，但由于自身特點(diǎn)在使用過程中也存在一定的局限性。

機(jī)器人所針對的焊件不能存在過度復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如果存在上千個(gè)焊點(diǎn)，即便機(jī)器人具有尋位及電弧追蹤能力，由于焊接過程中存在的變形及待焊點(diǎn)的偏差，所以當(dāng)機(jī)器人完成焊接60%以上時(shí)，焊槍所處位置可能已經(jīng)偏離焊點(diǎn)，尋位功能便失去意義。

為此要求焊接坯料下料精度高，且組焊精度要求高。如果在下料過程中存在熱變形或尺寸精度偏差，或在組焊過程存在誤差，會(huì)造成后期組焊件互換性差，造成機(jī)器人尋位功能的喪失，無法實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

工信部：8月新能源汽車產(chǎn)量同比增近4倍

根據(jù)機(jī)動(dòng)車整車出廠合格證統(tǒng)計(jì)，2015年8月，我國新能源汽車生產(chǎn)2.45萬輛，同比增長近4倍。其中，純電動(dòng)乘用車生產(chǎn)9 175輛，同比增長近3倍，插電式混合動(dòng)力乘用車生產(chǎn)6778輛，同比增長3倍；純電動(dòng)商用車生產(chǎn)6 446輛，同比增長21倍，插電式混合動(dòng)力商用車生產(chǎn)2 142輛，同比增長148%。列入《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》前四批的新能源汽車生產(chǎn)2.16萬輛，占8月產(chǎn)量的88%。

（鳳凰汽車網(wǎng)）

卓君，西安煤礦機(jī)械有限公司。