庫卡焊接機器人出售服務放心可靠 景尚機電為您服務

焊接機器人為什么能夠在鋼結構行業得到應用

進入2000年以后，我國國民經濟顯著增長，國力明顯增強，鋼產量大幅提高，在建筑中提出了“積極、合理地用鋼”，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結構建筑在經濟發達地區逐漸增多。目前，應用比較成熟的傳感器主要是焊縫跟蹤傳感器，主要有電弧跟蹤和激光跟蹤兩大類，分別如圖所示。從2008年奧運會鳥巢場館、中國尊到如今的港珠澳大橋，出現了鋼結構建筑熱潮，強勁的市場需求，推動鋼結構建筑迅猛發展，建成了一大批鋼結構場館、機場、車站和高層建筑。

在鋼結構工程建設過程中，焊接是鋼結構工程制作和安裝的關鍵技術和質量控制手段，在建設工程中有著十分重要的作用。由于鋼結構結構形式的多樣性，加之其安裝過程多在戶外，自動化焊接程度較低，多數采用手工進行焊接。與手工焊接相比，機器人焊接在穩定和提高焊接質量，改善勞動條件，提高生產效率等方面存在著巨大優勢。機器人焊接在鋼結構建設過程中的應用于前期在車間內鋼結構部件的組裝連接，如圖1所示，例如H柱、梁、箱型柱、U形肋、板肋板單元和橫隔板單元的組裝連接等。

由于鋼結構應用場所的重要性，因此在鋼結構生產安裝過程中對鋼結構的焊接提出了更高要求。鋼結構的焊接性包含以下兩個方面的含義：一是工藝焊接性，是指金屬或材料在一定的焊接工藝條件下，能否獲得致密、無缺陷并具有一定使用性能的焊接接頭的能力；這項功能在應對工件出現加工偏差或者受熱變形等情況時非常有效，能夠及時糾正焊縫跑偏或寬窄不一情況。二是使用焊接性，是指焊接接頭或整體焊接結構滿足技術條件所規定的各種性能的程度，包括常規的力學性能（強度、塑性、韌性等）或特定工作條件下的使用性能，如低溫韌性、斷裂韌性、高溫蠕變強度、持久強度、疲勞性能以及耐蝕性、耐磨性等。

焊接傳感器

焊接機器人由示教再現型向智能型發展， 增強其柔性和適應性， 傳感器是必不可少的。對于自主焊接來說， 傳感器感知外部環境的變化通知機器人，機器人實時調整工作狀態， 以適應環境的變化這一點對于焊接來說尤為重要。在實際焊接過程中， 焊接條件是經常變化的， 如加工和裝配上的誤差會造成焊縫位置和尺寸的變化， 焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會造成焊道變形和熔透不均。為了克服機器人焊接過程中各種不確定性因素對焊接質量的影響， 需提高機器人作業的智能化水平和工作的可靠性， 要求弧焊機器人系統不僅能實現空間焊縫的自動實時跟蹤， 而且還能實現焊接參數的在線檢測、 調整和焊縫質量的實時控制。傳感結果通過數據接口傳輸給機器人控制，由控制器發出指令對機器人的運動進行調整。目前， 應用比較成熟的傳感器主要是焊縫跟蹤傳感器， 主要有電弧跟蹤和激光跟蹤兩大類， 分別如圖所示。

電弧跟蹤傳感優點是簡單， 不用附加另外的傳感裝置， 但它只適用于熔化極焊接場合。目前很多商用機器人已具有電弧跟蹤傳感功能。激光跟蹤傳感由于其優越的性能， 已成為有前途、 發展快的焊接傳感器。由激光二極管發射的激光束入射到工件表面， 經金屬表面反射， 由 CCD 攝像機接收成像。可以看到， 當工件位置不同時， 激光光斑成像在 CCD 上的位置是不同的。如果已知激光入射角度， 通過圖像上的光斑位置， 就可以計算出工件上點的三維信息。除了這種點式激光光源， 目前更多的焊縫激光傳感器采用激光條紋作為光源。加拿大Servorobot 和英國 meta 公司已有商業化的產品出售。在汽車行業中，點焊機器人與弧焊機器人的比例為3：2，而其他行業大都是以弧焊機器人為主。這類專業的激光焊縫跟蹤傳感器的售價一般在20 萬元以上， 比機器人本體還要昂貴。傳感結果通過數據接口傳輸給機器人控制， 由控制器發出指令對機器人的運動進行調整。

由于所設計的焊接機器人是在準平面、空間狹窄的環境下工作，為了保證機器人能根據電弧傳感器的偏差信息，跟蹤焊縫自動焊接，要求所設計的機器人應該結構緊湊、移動靈活且工作穩定．文中針對狹窄空間特點，開發了一種小型移動焊接機器人，根據機器人各結構的運動特點，運用模塊化設計方法，把機器人機構分為輪式移動平臺、焊炬調節機構和電弧傳感器三部分。其中，輪式移動平臺由于其慣性大，響應慢，主要對焊縫進行粗跟蹤，焊炬調節機構負責焊縫跟蹤，電弧傳感器完成焊縫偏差實時識別．另外，機器人控制器和電機驅動器集成安裝于機器人移動平臺上，使其體積更小。同時，為了減少惡劣焊接環境下粉塵對運動部件影響，采用全封閉式結構，提高其系統可靠性[1]。焊接機器人之所以能夠占據整個工業機器人總量的40%以上，與焊接這個特殊的行業有關，焊接作為工業“裁縫”，是工業生產中非常重要的加工手段，同時由于焊接、弧光、金屬飛濺的存在，焊接的工作環境又非常惡劣，焊接質量的好壞對產品質量起決定性的影響。

自動焊接機系統結構特點編輯1. 機械裝置

點焊機系統由機械裝置、供電裝置、控制裝置三大部分組成。為了適應焊接工藝要求，加壓機構（焊鉗）采用了雙行程快速氣壓傳動機構，通過切換行程控制手柄改變焊鉗開口度，可分為大開和小開來滿足焊接操作要求。通常狀態為焊鉗短行程張開，當把控制按鈕切換到“通電”位置,扣動手柄開關則焊鉗夾緊加壓，同時電流在控制系統控制下完成一個焊接周期后恢復到短行程張開狀態。如果已知激光入射角度，通過圖像上的光斑位置，就可以計算出工件上點的三維信息。