項(xiàng)目4弧焊機(jī)器人與編程

項(xiàng)目項(xiàng)目4 弧焊機(jī)弧焊機(jī)器人與焊接編程器人與焊接編程【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1 掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)指令及其應(yīng)用；2掌握弧焊機(jī)器人平板堆焊焊縫的焊接與編程技術(shù)；3理解兩臺(tái)機(jī)器人之間的通訊關(guān)系（I/O信號(hào)）及應(yīng)用；技能目標(biāo)技能目標(biāo)1通過(guò)示教器能編輯弧焊指令。2通過(guò)直線及圓弧焊接指令會(huì)編輯平面堆焊的焊接程序，并會(huì)按要求運(yùn)行所編程序，焊接的焊縫符合工藝要求?！竟ぷ魅蝿?wù)】任務(wù)1 弧焊指令機(jī)器應(yīng)用任務(wù)2 平板堆焊焊接與編程任務(wù)任務(wù)1 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)及指令弧焊機(jī)器人系統(tǒng)及指令弧焊機(jī)器人的應(yīng)用范圍非常廣泛，在通用機(jī)械、汽車行業(yè)、金屬結(jié)構(gòu)、航空航天、機(jī)車車輛及造船行業(yè)都有應(yīng)用。當(dāng)前應(yīng)用的弧焊機(jī)器人可適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn)，并配有焊縫自動(dòng)跟蹤和熔池控制等功能，可對(duì)環(huán)境的變化進(jìn)行一定范圍的適應(yīng)性調(diào)整?！局R(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備】一、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)一、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)弧焊機(jī)器人系統(tǒng)是包含焊接裝置的機(jī)器人焊接工作站,一般由機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、變位機(jī)、焊接系統(tǒng)、及安全防護(hù)設(shè)備組成，如圖4-1所示。圖圖4-1 典型的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成典型的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成二、弧焊指令二、弧焊指令弧焊指令的基本功能與普通“Move”指令一樣，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)及定位另外還包括三個(gè)焊接參數(shù)：sm(seam)，wd(weld)，Wv(weave)。（）（）ArcL（直線焊接，Linear Welding）直線弧焊指令，類似于MoveL，包含如下個(gè)選項(xiàng)：1）ArcLStart：開始焊接。2）ArcLEnd：焊接結(jié)束。3）ArcL：焊接中間點(diǎn)。（2 2）ArcC（圓弧焊接Circular Welding）圓弧弧焊指令，類似于MoveC，包括個(gè)選項(xiàng)：1）ArcCStart：開始焊接。2）ArcCEnd：焊接結(jié)束。3）ArcC:焊接中間點(diǎn)?；『竻?shù)(指令)指令定義的參數(shù)Purge_time保護(hù)氣管路的預(yù)充氣時(shí)間Preflow_time保護(hù)氣的預(yù)吹氣時(shí)間Bback_time收弧時(shí)焊絲的回?zé)縋ostflow_time收弧時(shí)為防止焊縫氧化保護(hù)氣體的吹氣時(shí)間（3 3）Seam1（弧焊參數(shù)Seamdata）弧焊參數(shù)的一種，定義起弧和收弧時(shí)的焊接參數(shù)，含義見表4-1。表表4-1 定義焊接時(shí)起弧和收弧的焊接參數(shù)定義焊接時(shí)起弧和收弧的焊接參數(shù)弧弧焊焊參數(shù)參數(shù)(指令指令)指令定指令定義義的參數(shù)的參數(shù)Weld_speed焊縫的焊接速度，單位是mm/sWeld_voltage定義焊縫的焊接電壓，單位是VWeld_wirefeed焊接時(shí)送絲系統(tǒng)的送絲速度，單位是m/min（4）Weld1(弧焊參數(shù) Welddata)弧焊參數(shù)的一種，定義焊接參數(shù),含義見表4-2。表表4-2 定義焊縫的焊接參數(shù)定義焊縫的焊接參數(shù)弧焊參數(shù)(指令)指令定義的參數(shù)Weave_shape焊槍擺動(dòng)類型0無(wú)擺動(dòng)1平面鋸齒型擺動(dòng)2空間V字型擺動(dòng)3空間三角形型擺動(dòng)Weave_type機(jī)器人擺動(dòng)方式0機(jī)器人所有的軸均參與擺動(dòng)1僅手腕參與擺動(dòng)Weave_length擺動(dòng)一個(gè)周期的長(zhǎng)度Weave_width擺動(dòng)一個(gè)周期的寬度Weave_height空間擺動(dòng)一個(gè)周期的高度（5）Weave1(弧焊參數(shù) Weavedata)弧焊參數(shù)的一種，定義擺動(dòng)參數(shù)，含義見表4-3。表表4-3 定義擺動(dòng)焊時(shí)的擺動(dòng)參數(shù)定義擺動(dòng)焊時(shí)的擺動(dòng)參數(shù)（6）On：可選參數(shù)，令焊接系統(tǒng)在該語(yǔ)句的目標(biāo)點(diǎn)到達(dá)之前，依照seam參數(shù)中的定義，預(yù)先啟動(dòng)保護(hù)氣體，同時(shí)將焊接參數(shù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，送往焊機(jī)。（7）Off：可選參數(shù)，令焊接系統(tǒng)在該語(yǔ)句的目標(biāo)點(diǎn)到達(dá)之時(shí)，依照seam參數(shù)中的定義，結(jié)束焊接過(guò)程。三、弧焊指令的應(yīng)用三、弧焊指令的應(yīng)用1編寫弧焊程序語(yǔ)句1）操縱機(jī)器人定位到所需位置。2）切換到編程窗口，IPL1：Motion&Process。3）選擇ArcL或ArcC，出現(xiàn)如圖4-2所示的編輯窗口。確認(rèn)后指令將被直接插入程序，指令中的焊接參數(shù)仍然保持上一次編程時(shí)的設(shè)定。圖圖4-2 弧焊指令編輯窗口弧焊指令編輯窗口4）修改焊接參數(shù)，例如 seam1。選中該參數(shù)并按“Enter”鍵，出現(xiàn)如圖4-3所示的窗口，剛才被選中的參數(shù)前有一個(gè)“？”，窗口的下半部分列出了所有可選的該類型的參數(shù)。選中需要的參數(shù)或新建一個(gè)，按“Enter”鍵后即完成對(duì)該參數(shù)的替換。按Next功能鍵可令“？”移動(dòng)到下一個(gè)參數(shù)。最后按“OK”功能鍵確認(rèn)。圖圖4-3 焊接參數(shù)修改窗口焊接參數(shù)修改窗口2典型焊接語(yǔ)句示例典型焊接語(yǔ)句示例ArcL0n P1,V100,Seam1,Weld1,Weave1,fine,Gun1通常，程序中顯示的是參數(shù)的簡(jiǎn)化形式，如sm1、wd1及wv等。句中：句中：ArcL0n 直線移動(dòng)焊槍（電?。A(yù)先啟動(dòng)保護(hù)氣。P1 目標(biāo)點(diǎn)的位置，同普通的Move指令。v100 單步（FWD）運(yùn)行時(shí)，焊槍的速度，在焊接過(guò)程中為Weld_speed所取代。Fine zonedata，同普通的Move指令，但焊接指令中一般均用fine。gun1：tooldata，同普通的Move指令，定義工具坐標(biāo)系參數(shù)，一般不用修改。3典型焊縫程序示例典型焊縫程序示例機(jī)器人運(yùn)行軌跡與焊縫示意圖如圖4-4所示，機(jī)器人從起始點(diǎn)P10運(yùn)行到點(diǎn)P20，并從此處起弧開始焊接，焊接到P80熄弧，停止焊接，但機(jī)器人繼續(xù)運(yùn)行到P90，停止移動(dòng)。圖圖4-4 機(jī)器人運(yùn)行軌跡與焊縫示意圖機(jī)器人運(yùn)行軌跡與焊縫示意圖 程序如下：MoveJ P10，V100，z10，torch；ArcLOn P20，V100，sm1，wd1，wv1，fine，torch；ArcC P30，P40，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcL P50，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcC P60，P70，V100，sm1，wd2，wv1，z10，torch；ArcLOff P80，V100，sm1，wd2，wv1，fine，torch；MoveJ P90，V100，z10，torch。任務(wù)任務(wù)2 平板堆焊焊接與編程平板堆焊焊接與編程使用機(jī)器人焊接專用指令，設(shè)置合適的焊接參數(shù)，實(shí)現(xiàn)平板堆焊焊接過(guò)程。任務(wù)要求用CO2焊在低碳鋼表面平敷堆焊不同寬度的焊縫，練習(xí)各種焊接參數(shù)的選擇?！局R(shí)準(zhǔn)備】一、一、CO2焊工藝及焊前準(zhǔn)備焊工藝及焊前準(zhǔn)備1CO2焊工藝特點(diǎn)焊工藝特點(diǎn)CO2焊工藝一般包括短路過(guò)渡和細(xì)滴過(guò)渡兩種。焊工藝一般包括短路過(guò)渡和細(xì)滴過(guò)渡兩種。短路過(guò)渡工藝采用細(xì)焊絲、小電流和低電壓。焊接時(shí)，熔滴細(xì)小而過(guò)渡頻率高，飛濺小，焊縫成形美觀。短路過(guò)渡工藝主要用于焊接薄板及全位置焊接。細(xì)滴過(guò)渡工藝采用較粗的焊絲，焊接電流較大，電弧電壓也較高。焊接時(shí)，電弧是連續(xù)的，焊絲熔化后以細(xì)滴形式進(jìn)行過(guò)渡，電弧穿透力強(qiáng)，母材熔深大。細(xì)滴過(guò)渡工藝適合于中厚板焊件的焊接。CO2焊的焊接參數(shù)包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、保護(hù)氣流量及焊絲伸出長(zhǎng)度等。如果采用細(xì)滴過(guò)渡工藝進(jìn)行焊接，電弧電壓必須選取在3445V的范圍內(nèi)，焊接電流則根據(jù)焊絲直徑來(lái)選擇，對(duì)于不同直徑的焊絲，實(shí)現(xiàn)細(xì)滴過(guò)渡的焊接電流下限是不同的，見表4-4。焊絲直徑/mm電流下限/A電弧電壓/V1.230034451.64002.05004.0750表表4-4 細(xì)滴過(guò)渡的電流下限及電壓范圍細(xì)滴過(guò)渡的電流下限及電壓范圍焊絲直徑/mm電流下限/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)保護(hù)氣流量/(L/min)1.23003445406025502焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備工件材料：低碳鋼工件尺寸（mm）：30040010CO2氣體純度：99.5%以上焊接參數(shù)：見表4-5。表表4-5 平板堆焊焊接參數(shù)平板堆焊焊接參數(shù)二、編程與焊接二、編程與焊接ABB弧焊機(jī)器人系統(tǒng)帶外部軸（變位機(jī)）和卡具。1）工件安裝與卡緊使用平板焊接卡具，將工件安放在卡具上，卡緊。2）新建程序打開程序編輯器，新建程序3）確定引弧點(diǎn)手動(dòng)操縱焊接機(jī)器人，使焊絲對(duì)準(zhǔn)工件上引弧點(diǎn)，選擇ArcLOn。4）修改焊接參數(shù) 按表4-5選擇和修改各項(xiàng)焊接參數(shù)。5）確定熄弧點(diǎn)手動(dòng)操縱焊接機(jī)器人定位到工件上熄弧位置，選擇ArcLOff。6）焊槍回原位或規(guī)定位置手動(dòng)操縱焊接機(jī)器人使焊槍回到原始位置或者規(guī)定位置。7）運(yùn)行程序先空載運(yùn)行所編程序，再進(jìn)行焊接。三、手動(dòng)調(diào)節(jié)三、手動(dòng)調(diào)節(jié)1 1Process blocking Process blocking 禁止禁止在空載運(yùn)行或調(diào)試焊接程序時(shí)，需要使用禁止焊接功能；或者禁止其他功能，如禁止焊槍擺動(dòng)等。方法是：選擇“Arcweld”，進(jìn)入“Blocking”窗口，如圖4-5 所示；在窗口的下半部分列出了可被禁止的功能，用光標(biāo)選中即可。選“Block”功能鍵以禁止該功能，按“Cancel”/功能鍵恢復(fù)，按OK功能鍵確認(rèn)。圖圖4-5 禁止功能選擇禁止功能選擇2Manual wirefeed 手動(dòng)送絲手動(dòng)送絲在確定引弧位置時(shí)，常常要使焊絲有合適的伸出長(zhǎng)度并與工件輕輕接觸，故需要使用手動(dòng)送絲功能。方法如下：選擇“Arcweld”進(jìn)入“Manual wirefeed”窗口，如圖4-6所示。按住“Fwd”功能鍵，焊絲會(huì)以50mm/s的速度送出；松開“Fwd”功能鍵，送絲即停止。按“OK”功能鍵確認(rèn)關(guān)閉窗口。圖圖4-6 手動(dòng)送絲手動(dòng)送絲3Manual gas on/off 手動(dòng)控制保護(hù)氣手動(dòng)控制保護(hù)氣 保護(hù)氣的流量對(duì)焊接質(zhì)量有重要影響，焊接時(shí)的保護(hù)氣流量必須在焊前準(zhǔn)備過(guò)程中調(diào)節(jié)好。方法是：選擇“Arcweld”進(jìn)入Gas on/off窗口，如圖4-7所示。按住“Gas on”功能鍵，保護(hù)氣氣路的電磁氣閥被打開，焊槍中有保護(hù)氣送出；松開“Gas on”功能鍵，氣路被切斷，終止送氣。按“OK”功能鍵確認(rèn)并關(guān)閉該窗口圖圖4-7 手動(dòng)控制保護(hù)氣手動(dòng)控制保護(hù)氣小貼士 焊接編程技巧1)選擇合理的焊接順序，以減小焊接變形，縮短焊槍行走路徑長(zhǎng)度。2)焊槍過(guò)渡時(shí)，應(yīng)使其移動(dòng)軌跡較短、平滑、安全。3)優(yōu)化焊接參數(shù)。為了獲得最佳的焊接參數(shù)，應(yīng)制作工藝試板進(jìn)行焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定4)合理確定變位機(jī)位置和焊槍姿態(tài)。工件在變位機(jī)上夾緊之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時(shí)不斷調(diào)整變位機(jī)，使焊縫按照焊接順序逐次達(dá)到水平位置。同時(shí)，要不斷調(diào)整機(jī)器人各軸，合理地確定焊槍姿態(tài)和焊絲伸出長(zhǎng)度。5)及時(shí)插入清槍程序。編寫一定長(zhǎng)度的焊接程序后，應(yīng)及時(shí)插入清槍程序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴，保證焊槍清潔，提高噴嘴的壽命，確?？煽恳?。6)編制程序一般不能一步到位，要在機(jī)器人焊接過(guò)程中不斷檢驗(yàn)和修改程序，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等?！舅伎寂c練習(xí)】1思考弧焊機(jī)器人和搬運(yùn)機(jī)器人的異同有哪些？2常用的弧焊指令有哪些？3編程中常用的焊接參數(shù)都有哪些？4 舉例說(shuō)明典型焊接語(yǔ)句中的各參數(shù)的含義及調(diào)節(jié)方法。5弧焊機(jī)器人焊接系統(tǒng)包括哪幾部分？有哪些特殊要求？6如何使用常用的手動(dòng)控制功能？