自动化及机器人焊接

曾广奎、王建超

目录

  • 1 项目一  认识焊接机器人
    • 1.1 任务1  连接焊接机器人系统
    • 1.2 任务2  认识TA/TB型关节机器人
    • 1.3 任务3  认识和使用示教器
  • 2 项目二 薄壁试件编程与焊接
    • 2.1 任务1  薄板对接平焊缝示教编程与焊接
    • 2.2 任务2  手动操作机器人焊枪沿T形接头焊缝移动
    • 2.3 任务3 薄板立角焊缝示教编程与焊接
    • 2.4 任务4  管板(骑坐式)平角焊缝示教编程与焊接
  • 3 项目三    中厚壁试件编程与焊接
    • 3.1 任务1  中厚板对接平焊缝示教编程与焊接
    • 3.2 任务2  中厚板立角焊示教编程与焊接
    • 3.3 任务3  中厚板平角焊缝示教编程与焊接
    • 3.4 任务4 中厚管板角焊缝示教编程与焊接
  • 4 项目四    焊接机器人操作员测试
    • 4.1 薄板试件编程与焊接
    • 4.2 中厚板考试件编程与焊接
任务4  管板(骑坐式)平角焊缝示教编程与焊接

       任务4 管板(骑座式)平角焊缝示教编程与焊接

薄壁管板(骑坐式)平角焊是不加摆动的圆弧角焊缝,机器人插补方式设置为MOVEC。为了获得整圆焊缝,轨迹示教点至少应设置四个示教点,并均布在圆弧上,每个示教点的插补方式都需设置为MOVEC。焊枪倾角、转角及焊枪的高度应保持不变,拾取示教点时最好采用绕Z轴旋转模式或在关节坐标系下旋转TW轴。

手动操作机器人完成骑坐式管-板平角焊缝。示教编程,示教准备如下:

(1)准备1块100*100*3mm的Q235B型钢板和一段ø57*50*2.5的A3钢管,矫形并清理干净。

(2)将试件装配成下图所示形状,3个定位焊点均布管内侧,长度10~15mm。

                薄壁管板(骑坐式)平角焊试件图

(3)将准备好的试件装夹在机器人工作台上的适当位置,确认机器人工作环境安全后可进行示教编程操作。

1.示教点规划

(1)圆弧轨迹示教。松下机器人系统提供了一种圆弧轨迹插补方式MOVEC,连续三个及以上的示教点设置为MOVEC时,机器人系统会自动计算出过这三点的一段圆弧轨迹。示教整圆轨迹时,需要在圆上设置一个终了点,所以,整圆示教需要取至少4个示教点,并将其插补方式设置为MOVEC。

TA/B型示教再现焊接机器人记录的是示教点,每个示教点都要设置一种插补模式,松下机器人系统提供了MOVEP MOVEL MOVELW MOVEC MOVECW 五种插补方式。通常情况下相邻的两个示教点之间的轨迹由后一点的插补方式决定,但圆弧插补(MOVEC)与圆弧摆动插补(MOVECW)除外。如图中P1至P2点之间的运动轨迹由P2点的插补方式决定,若P2插补方式设置为MOVEP,则未规定运动轨迹,机器人使用关节插补,进行PTP运动。若P2插补方式设置为MOVEL时,机器人TCP必须从P1点开始,沿P1点与P2点的连线做直线运动到P2点。运动轨迹与P1点的插补方式无关。

整圆及圆弧轨迹插补时,圆弧上点的插补方式必须设置成MOVEC。如图2.16中圆弧上的点P3、P4、P5点的插补方式必须设置为MOVEC,此时P2点至P3点之间的运动轨迹自动转变为直线而不是圆弧。图中P6点的插补方式也必须设置成MOVEC,否则P5点到P6点的运动轨迹就不在圆上了。插补方式的运动特点如表所示。


                 圆弧轨迹示教示意图

               整圆轨迹示教示意图

                  五种插补方式运动特征

(2)管板(骑坐式)平角焊示教点规划。管板(骑坐式)角接头是T形接头的特殊形式。焊枪角度随着示教点的位置变化而变化,焊枪倾角取90°,焊枪转角与管子和板子的厚度有关,本例中转角取与水平板成50°~55°角,如图所示。

            薄壁管板(骑坐式)平角焊焊枪角度示意图

管板(骑坐式)角焊缝共规划9个示教点,其中点P1和P9重合,是原点。P2、P8可以重合,分别是作业临近点和退枪避让点。P3、P7是整圆轨迹的起点和终点。P3、P4、P5、P6是均布在圆周上的示教点。

              薄壁管板(骑坐式)平角焊缝示教点规划图

2.示教操作

手动操作机器人沿位置点①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧→⑨进行示教编程。示教步骤如下:

(1)记录原点①,插补方式设为MOVEP,属性设为空走。

(2)将焊枪移至焊接临近点②,插补方式设为MOVEP,设为空走,登录。

(3)将焊丝端部碰触到焊接起始点③,改变工具姿态,使焊枪倾角接近90°,焊枪与水平板的转角接近50°,插补方式为MOVEC,设为焊接,登录。

(4)将焊丝端部碰触到焊缝过渡点④,改变工具姿态,使焊枪倾角接近90°,焊枪与水平板的转角接近50°,插补方式为MOVEC,设为焊接,登录。

(5)转动TW轴,保持焊枪转角和高度不变,将焊丝端部碰触到焊缝中间点⑤,并使焊枪倾角接近90°,插补方式设为MOVEC,属性设为焊接,登录。

(6)转动TW轴,保持焊枪转角和高度不变,将焊丝端部碰触到焊缝过渡点⑥,并使焊枪倾角接近90°,插补方式设为MOVEC,属性设为焊接,登录。

(7)转动TW轴,保持焊枪转角和高度不变,将焊丝端部碰触到焊缝结束点⑦,并使焊枪倾角接近90°,插补方式设为MOVEC,属性设为空走,登录。

(8)切换到工具坐标系,操作焊枪沿工具坐标系的X-方向直线移动到退枪避让点⑧,插补方式设为MOVEL,属性设为空走,登录。

(9)用示教点复制或跟踪到原点后登录的方法将原点⑨登录到程序中。

(10)回抽焊丝3~5mm,将光标移到程序头部,逐条跟踪、确认程序。

3.示教程序及释义

                       管板(插入式)平角焊程序

4.自动焊接

检查送丝系统,供气系统工况,在确认焊接电源的工作状态和机器人工作环境安全后,将模式切换开关打到运行(Auto)上即可运行在示教模式(Teach)下编辑好的程序,对试件进行焊接加工,完成管板(骑坐式)焊缝的机器人自动焊接。完成后的试件如图。

             薄壁管板(骑坐式)平角焊试件完成图