焊接机器人,特别是弧焊机器人,对其使用的技术生产环境要求较高。例如,焊件的结构形式、焊缝的数量和形状复杂程度、焊接产品的批量大小及其变化频率、采用的焊接方法及对焊接质量的要求、外围设备的性能及配套完备程度、调试及维修技术保障体系的健全程度等,都影响着使用机器人的合理性与经济性。因此,在采用焊接机器人之前,应从以下几个方面进行充分的论证。
(1)对拟生产焊件的品种和批量及其变化频率进行论证,确认焊件的生产类型。只有“多品种、小批量”的生产性质,才适宜采用焊接机器人。否则,使用焊接机械手或焊接操作机、专用焊接机床或通用机械化焊机较为适宜。
(2)仔细分析焊件的结构尺寸。如果是以中小型焊接机器零件为主,则宜采用机器人焊接;如果以大型金属结构件(如大型容器、金属构架、重型机床床身等)为主,则只能将焊接机器人安装在大型移动门式操作机或重型伸缩臂式操作机上才能进行焊接。
(3)如果焊件材质和厚度有利于采用点焊或气体保护焊,则宜采用焊接机器人。
(4)考虑选用焊接机器人是否用于焊接产品的关键部位,对保证产品质量能否起决定性的作用;能否把焊工从有害、单调、繁重的工作环境中解放出来。
(5)考虑由上游工序提供的坯件,在尺寸精度和装配精度方面能否满足机器人焊接的工艺要求。如果不能,则要考虑对上游工序进行技术改造,否则将会影响机器人的使用。(www.xing528.com)
(6)考虑与机器人配套使用的外围设备(上下料设备、输送设备、焊接工装夹具、焊件变位机械)是否满足机器人焊接的需要,是否能与机器人联机协调动作;夹具的定位精度、变位机械的到位精度(非同步协调时)和运动精度(同步协调时)是否满足机器人焊接的工艺要求。如果上述外围设备不能满足机器人焊接的需要,则将极大地限制机器人作用的发挥。
(7)目前,在我国许多工厂引进的弧焊机器人中,有些已具有机器人与焊件变位机械同步协调运动的功能,因而能使一些空间曲线焊缝或较复杂的焊缝始终保持在水平位置上进行焊接,并能一次起弧就连续焊完整条焊缝。但是这些带同步协调运动控制的弧焊机器人系统,都是由外国机器人生产厂事先编程、调好后交付使用的,目前国内还未掌握有关技术。因此,在引进该类机器人时,除注意针对当前产品需要提出同步协调控制要求外,也要适当考虑今后产品发展的需要,向外方提出给予后续编程、调试的承诺。
考虑工厂的现行管理水平、调试维修的技术水平和二次开发能力,能否保证对焊接机器人高质、高效的应用,以达到保证产品质量,降低生产成本,提高生产率,实现自动化、省力化操作的目的。否则,应采取相应的完善和提高措施。
在确认和通过上述内容的论证后,再从焊接机器人对各种焊接方法的适应性、自由度(一般5~6个)、空间作业范围(固定式机器人一般为4~6 m2),搭载质量(一般小于 10 kg,满足焊枪搭载即可,但点焊机器人要远远大于此值)、运动速度(空程速度约 1 000 mm/s,焊接速度随施焊工艺可调)、重复定位精度(0.1~1 mm,点焊机器人可大于此值)、程序编制与存储容量等基本参数出发,结合具体产品要求,选用适合生产需要的焊接机器人。目前,从控制方式和技术成熟程度来看,以选用示教再现型的关节式焊接机器人为宜。
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