机器人焊接工艺 -第七章-弧焊机器人焊接工艺的优化

分析焊件下料、装配、焊接难点
2.侧板、盖板的装配难点 立角接头、角接头间隙的装配过程易产生偏差。试件装配过程中需要手工划线、 组对、定位焊、校正等,容易产生装配间隙偏差而影响焊接质量。
分析焊件下料、装配、焊接难点
3.焊接难点 1)T形角接头、角接头的90°转角焊接易产生焊缝脱节、未熔合等缺陷。 2)立角接头底层、盖面层的引弧/收弧焊接易产生未熔合、气孔等缺陷。 3)立角接头底层、盖面层设置起焊点时,若选用引弧焊接参数不当,则易产生未熔合、 气孔等缺陷;收弧时需采用添加埋弧坑功能,容易产生未熔合等缺陷。 4)角接头盖面层编程时采用直线摆动插补,如果在摆幅上、下点设定的焊接停留时 间及焊枪角度不当,则易产生咬边、焊缝下塌等缺陷。
拟订机器人焊接工艺方案及编程
2.焊件装配 (1)选用装配工夹具 焊件数量少,可选用磁性定位器进行装配,如图7-8所示。 (2)装配工艺要求 3.选用焊材、焊接机器人及焊接电源 (1)确定焊丝牌号、直径、气体成分 焊件材料为Q235钢,选用的焊丝牌号为AWS ER70-6,直径为1.2mm;保护气体为80%Ar+20%CO2。 (2)确定弧焊机器人及焊接电源 1)机器人选用Panasonic TA-1400,控制系统选用Panasonic GⅢ1400。 2)焊接电源选用Panasonic YD-500GR3。
汽车车桥焊接
3.焊接顺序和轨迹点优化前后对比 优化前后焊接轨迹点的设置如图7-3和图7-4所示。
汽车车桥焊接工艺优化结果
(一)从焊接质量方面考虑焊接工艺和设置焊接轨迹点 焊接质量是指焊接产品符合设计技术要求的程度,获得良好的焊接质量是整个焊接 过程的最终目的。焊接质量不仅影响焊接产品的使用性能和寿命,更重要的是会影响 人身和财产安全。
1.制订机器人焊接工艺评定方案 根据拟订的机器人焊接工艺、示教点制订评定方案。 1)焊件母材牌号、尺寸、接头形式、坡口形式、焊缝位置见焊件图样(图7-11)及技术要 求。 2)焊接机器人、焊接电源、焊材及规格见第二章相关内容。 3)焊接机器人操作人员在焊接前必须熟悉拟订的机器人焊接工艺。 4)焊接参数。 5)根据各接头的具体位置确定机器人的姿态、焊枪角度。
焊接顺序及轨迹点优化案例
3)立直线焊缝与圆弧焊缝衔接处的焊缝质量不易控制。对衔接处焊缝进行参数、轨迹 点、焊枪姿态的合理优化,确保焊接质量可控。
4)焊接顺序的确定。在保证焊接质量的基础上,确定合理的焊接顺序,提高焊接效率。
焊接顺序及轨迹点优化案例
(二)工艺优化 图7-16所示为办公旋转椅的水平支撑管装配及截面图,根据设计要求,需要依次对支架 的5根水平支撑管与中心转轴进行焊接固定。
拟订机器人焊接工艺方案及编程
4.拟订焊接顺序、焊接轨迹示教点及焊接参数 (1)焊接顺序 上层立角焊缝→下层立角焊缝→上层角焊缝→上层管板角焊缝→上 层T形角焊缝→下层角焊缝→下层T形角焊缝,如图7-9所示。 (2)焊接轨迹示教点设置 示教编程在保证焊接质量的前提下,要求轨迹短、平滑、 快速,尽量减少示教点。
03
弧焊机器人焊接工 艺优化案例
焊接顺序及轨迹点优化案例
以图7-15所示办公旋转椅支架的焊接生产为 例,了解优化焊接顺序及轨迹点设置对提高焊接 效率的影响。
(一)根据图样、产品技术要求进行机器人焊 接工艺分析
1.下料成形、装配难点及其解决措施 (1)支腿的下料 如果选用加工工艺不当,则 下料后成形易产生尺寸误差而影响装配质量。 采用复合模具下料后直接一次成形,下料尺寸准 确,误差小,易保证装配质量。
汽车车桥焊接工艺优化结果
(二)从焊接效率方面考虑焊接工艺和设置焊接轨迹点 焊接效率是指在固定投入量下,焊接生产的实际产出与最大产出之间的比率。焊接 效率是衡量经济个体在产出量、成本、收入或利润等目标下的绩效。
汽车车桥焊接工艺优化结果
(三)从降低成本方面考虑焊接工艺和设置焊接轨迹点 成本是衡量企业生产是否盈利的关键指标,也是影响企业生存的关键,因此,在保证 质量的前提下,采用各种方法降低成本是企业的根本目标。对于汽车车桥的焊接生产 而言,优化焊接工艺的顺序、焊接参数及焊接轨迹是比较有效可行的方法。
汽车车桥焊接
1.汽车车桥设计 (1)焊件结构和尺寸 汽车车桥的结构和尺 寸如图7-1所示。 (2)焊件材料 选用厚度为5mm的Q235钢。 (3)接头形式 对接接头,如图7-2所示。 (4)焊接位置 水平位置焊接。 (5) 机器人 M-10iA 机器人本体、R-30iB Mate控制柜。 (6)焊接电源 TPS5000TIME高速焊机。 (7)技术要求
02
弧焊机器人焊接工 艺优化的基本步骤
熟悉图样和焊件焊接技术标准
1.焊件的材料及尺寸 以图7-7所示t=10mm的容器(2016年中国焊接协会机器人培训基地技能比赛试 件),说明焊接工艺优化的基本步骤。 (1)焊件材料 Q235钢。 (2)焊件下料尺寸及数量 2.焊接要求 (1)焊缝外观要求 (2)T形角焊缝 熔深大于2mm。 (3)容器水压检测 将压力为0.3MPa的水充入容器内,应无泄漏点。
从质量、效率、成本三方面进行分析对比和优化
1.焊件的下料、装配、焊接质量分析 (1)焊件的下料、装配质量 焊件下料选用数控火焰切割,应用其套料系统排样能有效节 省材料,而且火焰切割的加工误差较小,对装配质量没有影响。焊件装配选用磁性定位器,其 优点是易操作,装配过程中产生的误差小,对焊接质量没有影响。 (2)焊件的焊接质量对比分析 按拟订的各焊缝焊接顺序,先焊上下层立角接头,后焊上下 层角接接头、T形接头。
焊接顺序及轨迹点优化案例
(2)优化后的工艺优点 整个支腿焊缝一次焊接成形,只需要5个轨迹即可完成焊接,焊缝 质量均匀稳定,整个支撑架的稳固性得到了极大保障。同时,第一个支腿收弧点与第二个支 腿起弧点之间的距离短,中间不存在障碍物,非焊接耗时少,操作简便,生产率得到大幅度提高。
焊接顺序及轨迹点优化案例
焊接顺序及轨迹点优化案例
(2)支腿的装配 装配水平度、垂直度、轴管 接合间隙易产生装配误差,从而影响焊接点定位 和整体装配质量。采用专用托架进行定位,用水 平仪及直角尺进行检测。
焊接顺序及轨迹点优化案例
2.焊接难点及其解决措施 1)支架材料厚度较小,必须控制焊接变形。应进行工艺试验,确定合理的焊接参数,保证 变形量可控。 2)单个支腿焊缝由立直线焊缝+圆弧焊缝组成,对焊枪行走姿态的要求较高。对焊枪行 走姿态进行动态控制,保证焊接轨迹短、平滑、快速。
焊接顺序及轨迹点优化案例
(三)办公旋转椅支架焊接工艺优化结果 1.优化前 (1)优化前的焊接顺序及轨迹点 优化前的焊接顺序及轨迹点如图7-17所示,焊接顺序 为先从支腿圆弧中点起焊,经过4个轨迹点至支腿底部完成支腿左边焊缝的焊接,然后焊枪再 次行走至支腿圆弧中点起焊,也经过4个轨迹点至支腿右边底部完成整个支腿焊缝的焊接。
机器人焊接工艺
授课教师：XXXX
目录 /CONTENTS
01 弧焊机器人焊接工艺优化的核心
02 弧焊机器人焊接工艺优化的基本步骤
03
弧焊机器人焊接工艺优化案例
01
弧焊机器人焊接工 艺优化的核心
汽车车桥焊接
1.汽车车桥设计 (1)焊件结构和尺寸 汽车车桥的结构和尺寸如图7-1所示。 (2)焊件材料 选用厚度为5mm的Q235钢。 (3)接头形式 对接接头,如图7-2所示。 (4)焊接位置 水平位置焊接。 (5)机器人 M-10iA机器人本体、R-30iB Mate控制柜。 (6)焊接电源 TPS5000TIME高速焊机。 (7)技术要求
从质量、效率、成本三方面进行分析对比和优化
3.焊件的下料、装配、焊接成本分析 (1)焊件的下料、装配成本 焊件数量少,下料时选用数控火焰切割,装配时选用磁性定位 器对成本影响不大。 (2)焊接成本(包括人工、材料、设备使用) 根据分析第一种焊接顺序较好,但并不是最 好的,需要对焊接参数再进行优化。可以考虑在不影响焊接质量的前提下,适当加大焊接电流、 电压及速度,以提高效率和降低成本。
拟订机器人焊接工艺方案及编程
1)上层立角接头焊接轨迹点设置(图7-9)。 ① 立角接头的焊接方向为从上向下焊。 ② 上层立角接头设点:顶端设引弧点→离引弧点约3mm处增 设一个点→离底端约15mm处设一个点→底端设收弧点。 2)下层立角接头焊接轨迹点设置(图7-9)。 ① 立角接头的焊接方向为从上向下焊。 ② 下层立角接头设点:顶端设引弧点→离引弧点约3mm处增 设一个点→离底端约20mm处设一个点→底端设收弧点。
分析焊件下料、装配、焊接难点
1.侧板、盖板下料难点 侧板、盖板四个90°角的下料加工过程易出现偏差。由于焊件数量少,一般选用半 自动火焰切割,因此在下料加工过程中,需要对侧板、盖板尺寸及四个90°角进行手工划 线。同时,为了保证侧板、盖板的端面与板面成90°,也要手工对割枪的角度进行调整。 这些过程需要移动找正等,容易产生偏差,对装配质量有一定的影响。
焊接顺序及轨迹点优化案例
(2)优化前的工艺缺点 整个支腿分为左右两边焊缝,将顶端圆弧中点作为两段焊缝的引 弧点,易出现引弧点熔合不良、余高过高等缺陷,导致引弧处外观尺寸达不到要求,焊缝内部 质量不合格。
焊接顺序及轨迹点优化案例
2.优化后 (1)优化后的焊接顺序及焊接轨迹 优化焊接顺序和轨迹点设置后,可有效提高焊接质 量及生产率。如图7-18所示,整个支腿焊缝由一段组成。从支腿左边底端向上起焊,沿支腿 外壁焊接至支腿右边底端,之后焊枪行走至第二个支腿左边底端继续施。
拟订机器人焊接工艺方案及编程
1.焊件下料 (1)选用下料加工设备 在有条件的情况下,应尽可能选用数控火焰切割方法;若没 有条件,可选用半自动火焰切割方法。 (2)切割工艺要求 1)选用数控火焰切割方法时,通过计算机辅助编程正确输入各零件图样,根据零件板 厚正确选用割嘴,要求零件切割口表面平整光滑且垂直于板平面。 2)选用半自动火焰切割方法时,尽可能制作简易定位切割平台,保证侧板、盖板的四 个角垂直,减少偏差,合理选用割嘴,选择专用工具调试割枪垂直于水平面,零件切割口表 面应平整光滑且垂直于板平面。