工业机器人焊接技术及行业应用-教材习题答案

式。其中，二氧化碳气体保护电弧焊采用的最典型的熔滴过渡形式是短路过渡和滴状过渡。
4. 任务按保护气体的性质和成分，熔化极气体保护电弧焊分为CO2气体保护焊、熔化极惰性气体保 护焊、熔化极活性气体保护焊三种。
5. 搅拌摩擦焊一般经过四个过程是：旋转→插入→热型化→焊接。
四、 简答
1. 简述熔焊焊缝的形成过程
1. 在本焊接系统中，当焊枪与工件发生碰撞时，与焊接电源无关，所以焊接作业可以继续执行
(×)
2. 工业机器人通过 IO 模块直接与送丝机和保护气电磁阀进行通讯
（×）
二、填空
1. 焊枪的作用是导电、导丝、导气；焊枪的冷却方式有气冷和水冷两种；焊枪在工业机器人上的安
装形式可分为内置焊枪、外置焊枪两种。
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2. 一个完整的工业机器人弧焊周期包括四个阶段：起弧阶段、加热阶段、焊接阶段、收弧阶段。
答：填充材料及母材的加热熔化→熔化金属、熔渣与气相之间在焊接电流与电压的产生的电弧能
量下进行的化学冶金反应→快速连续冷却下的焊缝金属的结晶。此三过程互相联系并交替进行。
2. 什么是熔化极气体保护电弧焊？
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答：熔化极气体保护焊是采用连续送进可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝和焊 件，形成熔池和焊缝的焊接方法。
A. 短路过渡 B. 粗滴过渡 C. 喷射过渡 D. 细滴过渡
二、 判断
1. 对于熔化极气体保护焊而言，电流越大，电弧越稳定，在焊接作业过程中尽可能采用大电
流（×）
2. 为了避免飞溅对导电嘴的损伤，在施焊过程中尽可能增大焊丝的伸出长度（×）
3. 因为氧气的氧化性较强，所以绝不允许出现在保护气体中（×）
3. 简述点焊焊点的形成过程 答：点焊时，将焊件搭接装配后，压紧在两圆柱形电极间，并通以很大的电流，由于两焊件接触电 阻较大，利用电阻热迅速将焊件接触处加热到熔化状态，形成似透镜状的液态熔池，当液态金属达到一 定数量后断电，在压力的作用下，冷却凝固形成焊点。
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项目三 工业机器人焊接系统
知识测评
一、 判断
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项目六 焊接行业应用案例
知识测评
一、 选择 1. T 形接头的焊缝形式为 B（A.对接焊缝 B.角焊缝） 2. 当焊脚尺寸在 5mm 以下时，多采用 C；当焊脚尺寸在 6~10mm 时，则采用 A；当焊脚尺寸大于 10mm 时，则采用 B。 A. 多层单道焊 B. 多层多道焊 C.单层焊 D. 单层多道焊 二、填空 1. 根据焊缝所处位置，焊接方法可以分为平焊、立焊、横焊和仰焊。 2. 焊缝形式分为对接焊缝和角焊缝，这两种焊缝有什么特点？ 答：对接焊缝，在两焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件端面间焊接的焊缝； 角焊缝，两焊件结合面构成直交或接近直交所焊接的焊缝。 3. 对于较厚工件的 V 形坡口焊，焊缝至少分为三道焊道，他们分别为打底焊道、填充焊道和盖面 焊道。 4. T 形接头的垂直板可开成 I 形坡口、单边 V 形坡口和 K 形坡口等多种坡口形式。 5. 管板垂直固定俯位焊的焊接接头为 T 形接头，其接头形式可分为骑座式接头和插入式接头两类。 6. 焊接检验可分为破坏检验和无损检验两类 三、简答 1. 坡口焊在正式施焊前为什么需要定位焊？ 答：定位焊之后，可以增加一些刚性固定点，协同夹具保证整个构件在焊接过程中相对位置的准确， 接缝间隙均匀，从而减小焊接变形、焊接偏差等造成的错位不平。 2. 为减小 T 形平角焊的焊后两板误差角度，可以采取什么措施？（讨论） 答：内容可参考 6.2.2。 3. 焊缝成型差的原因有哪些？ 答：焊丝未经校直或校直不好；导电嘴磨损而引起电弧摆动；焊丝伸出过长；焊接速度太低等。 4. 焊缝咬边会有什么危害？ 答：咬边减少了母材的有效面积，降低了焊接接头强度，并且在咬边处形成应力集中，容易引发裂
的电机启动模块。PLC 从机器人端得到启动信号时，即以接受到的指令以及参数控制变位机的伺服电机
开始运动，变位机到位后即将到位信号反馈给 PLC，PLC 再将到位信号反馈至机器人。机器人得到变
位机到位信号，开始继续执行下一条程序语句。
5. 焊接系统的安全防护装置主要包括哪些组件？
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答：防护罩、门禁开关、主控制柜以及机器人的急停按钮、报警复位按钮、三色灯、蜂鸣器等。 6. 简述收弧阶段，焊接系统的工作流程 答：可参考 3.2.1 的收弧阶段内容。
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6. 焊接设备模拟输出信号参数的作用是什么？ 答：主要为机器人弧焊系统对焊接电源的焊接电压、电流以及送丝速度提供设定的参考值。在机器 人进行焊接时，焊接电源根据机器人弧焊系统中这三个输出端口读取对应的焊接参数。 7. 请自行编写变位机运行程序，使变位机以30°/s的转速旋转−150° 答：方法步骤可参考 4.2.7，示例程序如下所示。 PROC CPositioner() WaitDI FrPDigReady, 1; FPosPara\speed:=30\angle:=-150; PulseDO \PLength:=0.2, ToPDigPosStart; WaitDI FrPDigReach, 1; ENDPROC
3. 焊接数据定义了焊接过程中焊接阶段的焊接参数
4. 写出下列程序语句各项参数的意义。
ArcL p1, v100, seam1, weld5, fine, gun1
ArcCStart p1, p2, v100, seam1, weld5, fine, gun1
三、简答 1. 简述焊接作业的示教流程 答案可参考 5.1.1。 2. 弧焊机器人的示教编程通常采用哪种方式？为什么？ 答：先编程后校点的方式。因为机器人焊接工艺较为固定，现场环境相对恶劣，这种方式可将编程 的操作与现场隔离开，可在相对安静的环境中将程序写入或导入示教器，再到现场修改示教点的位置。 3. 起收弧数据中的 bback_time 在一个焊接周期中被使用多少次？分别在什么时候？ 答：bback_time 参数在一个焊接周期中被使用两次。第一次是在焊接阶段结束，第二次是收弧阶段 结束。 4. 焊接速度是机器人焊丝末端运动的绝对速度吗？
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项目四 工业机器人焊接控制系统的配置
知识测评
一、 填空 1. 焊接控制系统的 I/O 信号主要分为四类：数字量输入信号、数字量输出信号、模拟量输入信号和 模拟量输出信号。 2. 焊接系统初始化编程中，“PulseDO \PLength:=0.2, ToPDigPosHome;”语句的作用是控制变位机回 原点。 3. 焊接设备信号参数包括四种类型，分别为 Arc Equipment Digital Inputs、Arc Equipment Digital Outputs、Arc Equipment Analogue Outputs 以及 Arc Equipment Analogue Inputs。 二、简答 1. 焊接设备属性参数定义了什么功能？ 答：定义焊接设备类的属性，可对起弧、加热、收弧这三个阶段中各自对应的相关功能是否启用以 及相关参数值（主要为时间量）进行设置。 2. Fill On 定义了什么功能？当该功能开启时有什么作用？ 答：Fill On 定义在焊接终止前是否启用填弧坑功能。当 Fill On 启用时，机器人会在焊缝末端形成 的弧坑处用额外的焊丝进行填充，从而达到焊缝质量及外观的一致性。 3. 焊接系统属性参数定义了什么功能？ 答：定义了焊接系统类的属性，主要包括编程时使用的单位和起弧方式的设置。 4. 焊接用户界面参数定义了什么功能？ 答：定义了焊接用户界面的属性，可对焊接电压、焊接电流、送丝速度等用户可见参数进行可见性 的设置。 5. 焊接系统的数字量输出信号主要分为哪几类？其作用分别是什么？ 答：数字量输出信号主要分为两大类：焊接设备关联信号以及辅助设备控制信号。 焊接设备关联信号为焊接过程中所必须的信号，需要与机器人的弧焊工艺包中的对应信号相关联， 在弧焊工艺包中，机器人根据焊接工艺流程启用或关闭对应的信号，从而对相关设备的工作状态进行控 制。 辅助设备控制信号主要控制焊接系统周边辅助设备的运行。
项目一 初识工业机器人的焊接应用
知识测评
一、选择 1. 工业机器人在哪个工业领域应用占比最大（ D ） A. 装配 B. 码垛 C. 喷涂 D. 焊接 2. 弧焊机器人的末端执行器是（ C ），点焊机器人的末端执行器是（ A ），激光焊机器人的末端 执行器是（ D ） A. 伺服焊钳 B. 搅拌头 C. 焊枪 D. 激光加工头 E. 激光传感器 二、填空 1. 目前在我国应用的焊接机器人主要分 日系 、 欧系 和国产三种。 2. 现在广泛应用的焊接机器人绝大多数属于第 一、二 代工业机器人，他的基本工作原理是 示 教—再现 和 可编程控制 。 3. 根据焊接原理的不同，目前焊接机器人应用中比较普遍的主要有 3 种，它们分别为弧焊机器人、 点焊机器人以及激光焊接机器人。 4. 当前焊接机器人的技术革新基本上体现在：焊缝跟踪、多机器人协同控制、数字化焊接电源、运 动学动力学仿真、焊接工艺和离线编程等六大方面。 三、简答 1. 相对于手工焊接，利用机器人焊接有哪些优点？ 答：焊接质量高；生产率高；适应恶劣的操作环境；便于实现自动化；降低对操作人员的焊接技术 要求等。 2. 工业机器人弧焊系统由哪几部分组成？ 答：工业机器人弧焊系统通常由工业机器人、控制系统、示教器、弧焊设备、焊接辅助设备和安全 设备等几部分。 3. 工业机器人点焊系统由哪几部分组成？ 答：工业机器人点焊系统通常由机器人本体、机器人控制装置、示教器、点焊钳及焊接系统等主要 部分组成，其中焊接系统主要由焊接控制器（时控器）、焊钳（含阻焊变压器）及水路、电路、气路等 辅助部分组成。
MoveL Area0313R, v400, z50, tool1; ArcLStart Area0314W, v50, seam1, weld1\Weave:=weave4, fine, tool1; ArcLEnd Area0315W, v50, seam1, weld1\Weave:=weave4, fine, tool1; MoveL Area0316R, v400, z50, tool1; ENDPROC
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答：不是，具体内容可参考 5.2.1。 5. 如何减小圆弧弧焊轨迹的误差？（讨论） 答：可参考 5.4.1 中的示教要点。 6. 为什么要调用摆动数据？ 答：当焊缝坡口较宽时，通常需要获得较大的熔宽，这就需要焊枪的摆动使熔融的焊丝更好的填充 焊缝。摆动功能的启用还有利于焊接过程中熔池气体的析出，更利于焊缝成型。 7. ABB 弧焊机器人的摆动功能有哪些摆动形可以选择？ 答：平面 Z 形摆动、空间 V 字形摆动、空间三角形摆动、垂直焊缝圆形摆动等 8. 参考 5.5.4，完成图示 5-24 中焊道 4 的示教编程。 答：示例程序如下所示： PROC MArcWeave4()
三、简答
1. 工业机器人焊接系统主要包括哪些部分？
答：工业机器人焊接系统主要由六轴串联型工业机器人、焊接电源、送丝机、焊丝盘、焊枪、保护
气瓶总成、清枪剪丝站、焊接变位机、焊烟净化器、总控制柜和安全防护组件等组成。
2. 清枪剪丝机的主要作业是什么？
答：清理粘堵在焊枪内的飞溅物；喷洒耐高温防堵剂，降低飞溅对枪套、枪嘴的粘连；将熔滴状的
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项目五 焊接轨迹示教编程
知识测评
一、 判断
1. 当执行摆动弧焊时，由于摆动轨迹加长，所以在其他焊接条件相同的情况下，调用摆动数据比
不调用的耗时更长。
（×）
2. 摆动数据只能通过焊接数据来调用。
（×）
二、填空
1. 主焊接数据中包括起收弧数据和焊接数据，他们将作为可选参数出现在焊接运动指令。
2. 起收弧数据定义了焊接过程中起弧阶段、加热阶段以及收弧阶段的焊接参数。
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4. 国产焊接机器人的发展需要从哪些方面找到突破点？工业机器人焊接技术可以向哪些方面发展？ （讨论）
答：可参考 1.1.2 和 1.3.2 相关内容。
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项目二 焊接工艺及原理
知识测评
一、 选择
1. 焊接用CO2气体的纯度应大于（ D ）
A. 99.9%
B. 95.5%
C.80%
D.99.5%
2. 熔化极氩弧焊的熔滴过渡形式通常采用（ C ）
4. 由于药芯焊丝芯部填充有药粉，所以操作时送丝的压力较实芯焊丝要小（√）
三、 填空
1. 按照焊接工艺不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类。
2. 常用焊接方法的热能有电弧热、电阻热、化学热、摩擦热、激光束、电子束等，其中，熔化极气
体保护焊利用的焊接热能为电弧热。
3. 金属熔滴向熔池过渡根据其形式不同，大致可分为滴状过渡、短路过渡和喷射过渡三种过渡形
焊丝端部自动剪去，改善工况。
3. 按变位的方式划分，焊接变位机可分为双工位回转式，倾翻回转式等形式，两者的适用场合有
什么不同？
答：双工位回转式变位机主要用于待焊工件较大且需要提高作业效率的场合；倾翻回转式变位机主
要应用于复杂焊缝的焊接场合。
4. 简述工业机器人与焊接变位机的通讯方式。
答：机器人通过 I/O 模块发送启动变位信号至 PLC，同时也将变位机的转角以及转速赋值给 PLC