導(dǎo)語：如何才能寫好一篇焊接機(jī)械，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：激光跟蹤系統(tǒng) IGM焊接機(jī)械手 mini-i90

前言

我公司于2002年11月引進(jìn)了IGM公司RTI-2000系列焊接機(jī)器人，主要用于300公里動車組車頂、側(cè)墻等大部件焊接。該設(shè)備提高了產(chǎn)品的焊接強(qiáng)度與焊縫質(zhì)量，減輕了焊工的勞動強(qiáng)度，提高了公司的生產(chǎn)效率。但是由于設(shè)備使用率大，隨著使用年限的增長，設(shè)備電氣系統(tǒng)不斷老化，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的疑難故障，如近期出現(xiàn)的激光跟蹤系統(tǒng)焊接過程中強(qiáng)磁干擾的問題。

1 問題發(fā)生

該激光跟蹤系統(tǒng)是由控制器給激光頭發(fā)送打開激光指令，激光頭向焊縫發(fā)射一條垂直方向上的激光線，由激光頭內(nèi)置攝像頭接收焊縫反射回來的激光線并將圖像信號返回激光控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，把處理好的焊縫跟蹤的坐標(biāo)、破口寬度、填充區(qū)域等結(jié)果數(shù)據(jù)通過rs232通訊協(xié)議返回來給機(jī)器人，機(jī)器人根據(jù)這些結(jié)果來跟蹤焊縫。由于焊接回路在焊接過程中會因為大電流產(chǎn)生強(qiáng)磁場，對電氣設(shè)備、信號線路等會產(chǎn)生很大干擾。該機(jī)器人在焊接時焊縫成像雜亂無章，而模擬行走時圖像穩(wěn)定，說明故障為焊接干擾所致。

該干擾問題曾出現(xiàn)過多次，通過增加激光頭與機(jī)械手間絕緣板，重新布置激光頭通訊線避開焊接回路，更改通訊線屏蔽層屏蔽方式等減輕了干擾現(xiàn)象，但近期出現(xiàn)的干擾問題通過老方法已無法解決，經(jīng)過數(shù)天排除亦無法找到行之有效的屏蔽干擾的方法，干擾問題導(dǎo)致了焊接時剛起弧便停止，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，需打磨返修，對生產(chǎn)效率及后續(xù)工序的生產(chǎn)產(chǎn)生了很大影響。

2方案設(shè)計

公司2005年引進(jìn)的另一套IGM焊接機(jī)器人使用至今未出現(xiàn)過激光跟蹤系統(tǒng)干擾問題，該機(jī)器人配置的是Servo Robot公司的SMART-BOX&mini-i60系列激光成像系統(tǒng)。而問題設(shè)備使用的是CAMI-BOX&mini-i90，前者具有精度更高，體積更小，跟蹤效果好，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。由于生產(chǎn)任務(wù)緊，我們決定用備件庫內(nèi)唯一一套激光跟蹤系統(tǒng)（控制器為SMART-BOX，激光頭為mini-i60）對該老機(jī)器人進(jìn)行升級，從根本上解決干擾問題。

2.1硬件升級安裝

2.3激光控制器配置

2.4建立激光模板進(jìn)行測試

激光部分配置完畢，將焊槍對至焊縫上，通過winuser建立對應(yīng)焊縫的激光模板。手動打開激光看到識別點(diǎn)（紅十字）后保存至激光即可進(jìn)行模擬跟蹤操作。觀察跟蹤正常用焊接試板進(jìn)行試驗并觀察信號圖像，發(fā)現(xiàn)干擾現(xiàn)象已經(jīng)消失，成像非常穩(wěn)定，升級成功！

3結(jié)語

篇2

世界各國及國內(nèi)以焊接業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)廠（如鍋爐、橋梁、重型及工程機(jī)械行業(yè)）一直在積極地采用國際先進(jìn)的焊接工藝和設(shè)備。利用這些先進(jìn)的工藝和設(shè)備提高了焊接質(zhì)量，降低了焊接成本，改善了工人的勞動條件。目前由于市場激烈，提高生產(chǎn)率，使工藝合理化以及降低成本顯得十分重要。

世界大多數(shù)發(fā)達(dá)國家，根據(jù)各自的特點(diǎn)，焊接車間大量使用柔性焊接系統(tǒng)（FWS）和高水平全自動焊接系統(tǒng)，在勞動力不足，企業(yè)員工高支出費(fèi)用的情況下，使焊接質(zhì)量，生產(chǎn)效率均保持世界領(lǐng)先地位，顯示出良好的經(jīng)濟(jì)效益。

但是我國，由于勞動力充裕，人員素質(zhì)較低，以及一些其客觀存在方面的原因，就不宜照學(xué)發(fā)達(dá)國家的做法，應(yīng)當(dāng)根據(jù)我國的特點(diǎn)，在低成本焊接方面走我們自己的路。

所謂低成本焊接，即明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的手工電弧焊和先進(jìn)的焊接機(jī)器人及柔性焊接系統(tǒng)（FWS），而采用優(yōu)質(zhì)，高效，節(jié)能的焊接技術(shù)，且焊接設(shè)備投資不大，利用率較高，投資回收期較短。焊接過程中焊絲自動送進(jìn)或配備自動行走等機(jī)構(gòu)，在焊接質(zhì)量，生產(chǎn)效率，降低焊材消耗，節(jié)約能源等方面均有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。典型的方法有CO2氣體保護(hù)焊和埋弧焊等。

1我國焊接機(jī)器人的使用情況

1996年，中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會和中國焊接學(xué)會對全國焊接機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用情況作了全面調(diào)查，結(jié)果表明：

（1）我國使用焊接機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)的工廠約有70家左右。焊接機(jī)器人的總數(shù)達(dá)500臺（含大專院校、培訓(xùn)和科研用的焊接機(jī)器人）。

（2）工程機(jī)械行業(yè)所擁有的焊接機(jī)器人臺數(shù)占總數(shù)的16%，排在汽車制造業(yè)47%及汽車零部件制造業(yè)18%以后，居第三位。

（3）工程機(jī)械行業(yè)所擁有的弧焊機(jī)器人占30%僅資助于汔車制造行業(yè)的37%。

（4）工程機(jī)械行業(yè)弧焊機(jī)器人臺數(shù)雖然沒朋汽車行業(yè)多，但是其機(jī)器人的水平比菘它主要行業(yè)的都高一些。例如工程機(jī)械徒行業(yè)中弧焊機(jī)器人幾乎全部配備有接觸尋位及電弧跟蹤系統(tǒng)，并具有機(jī)器人與變位協(xié)調(diào)運(yùn)動的功能，而且全國僅有五條最先進(jìn)的柔性焊接生產(chǎn)線（FWS）全部都安裝在工程機(jī)械制造廠中。

篇3

Abstract： In this paper， the structure and operation principle of OTC manipulator are briefly introduced. Then， combining with the steel pipe and connecting seat welding example， welding principle and parameter control requirements of OTC manipulator are studied in detail to carry out useful exploration and practice for wide use of OTC manipulator in industrial field.

關(guān)鍵詞： OTC機(jī)械臂；自動化焊接工藝；參數(shù)控制

Key words： OTC manipulator；automated welding process；parameter control

中圖分類號：P755.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0131-02

0 引言

橫梁鋼管與連接座為內(nèi)外對接環(huán)焊縫，人工焊接內(nèi)腔焊縫時，必須邊旋轉(zhuǎn)工件邊焊接，作業(yè)有一定難度，并且由于內(nèi)腔熔池可見性差，很難確保焊縫質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)要求。采用機(jī)器人施焊，首先能保證焊接質(zhì)量，而且相比于人工焊接來說作業(yè)效率更高，因而機(jī)械焊接在近些年被廣泛用在工業(yè)生產(chǎn)中，特別是在軌道裝備制造業(yè)中取得了很好的應(yīng)用效果。本文首先簡要介紹OTC機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)和動作原理，然后結(jié)合橫梁鋼管與連接座焊接實例，具體研究OTC機(jī)械臂的自動化焊接技術(shù)原理和參數(shù)控制要求，為OTC機(jī)械臂在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用進(jìn)行有益的探索和實踐。

1 OTC機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)和動作原理

OTC機(jī)械手臂又稱關(guān)節(jié)機(jī)器人，多數(shù)有6軸，6個關(guān)節(jié)可聯(lián)動、也可以單個的運(yùn)動、也可沿著X＼Y＼Z三個坐標(biāo)方向移動，從而實現(xiàn)三維柔性工作。如圖1所示，OTC機(jī)械手包括控制裝置、懸式示教作業(yè)操縱按鈕臺、操作箱和機(jī)器人主體等幾個部分。除此以外，機(jī)械手上還配裝了兩軸旋轉(zhuǎn)變位機(jī)，適用于350公里轉(zhuǎn)向架橫梁鋼管與連接座、橫向止擋座的焊接作業(yè)。

OTC自動化焊接機(jī)械臂的主體結(jié)構(gòu)及動作原理如下：控制系統(tǒng)：由微型計算機(jī)和控制箱組成?？刂葡渲饕ê笜屛恢每刂颇０?、輸入/輸出接口電路以及功率動電路等組件；微型計算機(jī)不單單是指主機(jī)和鍵盤，還應(yīng)該有配套的顯示器和輸入/輸出設(shè)備。

焊槍位置控制模板：焊槍位置由相應(yīng)的機(jī)械電弧擺動模板、弧壓控制模板以及調(diào)控信號等組件進(jìn)行調(diào)控。在管道360度自動焊接的過程中，操作員應(yīng)該多注意焊槍位置，根據(jù)焊接需要隨時調(diào)整焊槍的位置。

焊槍焊接方式：用來調(diào)控焊接工藝參數(shù)的旋鈕由專用的焊接電源進(jìn)行控制，調(diào)控按鍵主要分布在機(jī)頭或?qū)ｉT的箱盒內(nèi)。在焊接時，可對照所需的工藝參數(shù)，用旋鈕和相應(yīng)的按鍵進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

2 OTC機(jī)械臂焊接工藝

經(jīng)濟(jì)型點(diǎn)焊機(jī)器人適用于任務(wù)量和勞動強(qiáng)度較大、焊點(diǎn)分布相對簡單的工況，并且對作業(yè)環(huán)境不挑剔。通常要求焊接機(jī)器人的傳動精度要高于其周邊設(shè)備。要實現(xiàn)高效率焊接，需要兩個前提：一是下料精度要，產(chǎn)品一致性高，才能更好的實現(xiàn)自動化焊接。二是工件的裝配精度要高，裝配誤差小于焊絲的直接。

2.1 OTC機(jī)械臂自動化焊接操作流程

OTC機(jī)械臂自動化焊接的操作流程如圖1所示。

2.2 關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計

2.2.1 系統(tǒng)運(yùn)動方式的確定

按照焊接要求，焊接機(jī)械臂須采用5軸聯(lián)動式運(yùn)動模式。其伺服系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)、擺動部件通過快速步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行操控。開環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)造單一，易于調(diào)整和維護(hù)，既經(jīng)濟(jì)又實用。

2.2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動方式的確定

為確保主機(jī)傳動精度和作業(yè)過程的穩(wěn)定性符合設(shè)計要求，應(yīng)參考以下幾點(diǎn)來裝配設(shè)計機(jī)械傳動裝置：一是傳動元件和導(dǎo)向元件的摩擦系數(shù)盡可能最小；二是傳動間隙盡可能為零；三是傳動鏈不宜過長。通過適當(dāng)縮短傳動鏈來提高傳動剛度，可有效縮小傳動誤差。實際作業(yè)中，可預(yù)緊執(zhí)行機(jī)構(gòu)來提高其傳動精度。常見的操作是在絲杠的承端進(jìn)行軸向固定，同時借助預(yù)緊拉伸結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作。

2.2.3 確定機(jī)械臂的整體結(jié)構(gòu)及布局

①確定機(jī)械臂的外觀尺寸以及各局部結(jié)構(gòu)的尺寸和結(jié)構(gòu)布局。②將運(yùn)動部件放開到極限自由度，對其位置進(jìn)行調(diào)校。③確定控制系統(tǒng)、驅(qū)動部件和執(zhí)行部件的間距及相對位置。

2.2.4 協(xié)調(diào)控制

按焊接要求對各機(jī)械臂和變位機(jī)進(jìn)行操控，保持工件與焊槍的相對姿態(tài)，嚴(yán)防焊接過程中工件與焊槍之間發(fā)生磕碰。

2.2.5 精確焊縫軌跡跟蹤

機(jī)械臂的視覺傳感器和激光傳感器支持離線作業(yè)功能，焊接時應(yīng)該擅用這一功能，通過激光傳感器跟蹤監(jiān)控對焊縫的焊接過程，以實時調(diào)整機(jī)械臂焊接動作的柔性，特別是提高機(jī)械臂對復(fù)雜工件的適用性。通過視覺傳感器監(jiān)控并統(tǒng)計焊縫跟蹤的殘余偏差，再通過對機(jī)械臂工藝參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償來修正機(jī)械臂的運(yùn)動軌跡，從而使機(jī)械臂的焊接精度更加有保障。

3 實踐研究――OTC機(jī)械臂在梁管焊接中的應(yīng)用

下文以O(shè)TC機(jī)械臂在橫梁鋼管和連接座焊接工藝中的應(yīng)用為例，對OTC機(jī)械臂的焊接工藝進(jìn)行詳細(xì)論述。

3.1 坡口及焊縫型式

橫梁鋼管與連接座為對接雙面環(huán)焊縫，內(nèi)側(cè)焊縫型式為5V，外側(cè)焊縫型式為10U。橫梁鋼管與連接座的坡口為對稱結(jié)構(gòu)。

3.2 焊絲與保護(hù)氣體

橫梁鋼管與連接座的焊絲選用ISO 14341-A-G 42 4 M G3Si1，其化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表1和表2。

3.3 工藝參數(shù)及焊接順序

將橫梁管與連接座放在工裝內(nèi)點(diǎn)固，點(diǎn)固四處，每點(diǎn)固30～40mm，點(diǎn)固后需將點(diǎn)固焊縫兩側(cè)打磨呈至少50°的斜坡，清除點(diǎn)固焊縫中存在的氣孔、表面裂紋等焊接缺陷。先用機(jī)械手對稱焊接橫梁鋼管與連接座內(nèi)腔焊縫，背面清根后對稱交替焊接橫梁鋼管與連接座的打底層、填充層、蓋面層。保證層間溫度低于200℃，焊接參數(shù)如表3所示。

3.4 焊后無損探傷

為進(jìn)一步檢測焊縫內(nèi)部是否存在缺陷，需對焊縫進(jìn)行無損檢測。磁粉探傷對于表面和近表面存在的裂紋、未熔合等面積型缺陷具有較高的探測度。射線探傷可以檢測出氣孔、夾渣等體積型缺陷，而且可以檢測出缺陷的具置、大小。橫梁鋼管與連接座焊接結(jié)束24h后進(jìn)行100%表面磁粉探傷，要將焊縫表面打磨后再進(jìn)行探傷檢測。檢測后發(fā)現(xiàn)焊縫表面沒有磁痕等結(jié)構(gòu)缺陷，焊接質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

OTC機(jī)械手對于橫梁鋼管和連接座的內(nèi)外環(huán)焊縫具有良好的焊接工藝性。焊縫表面成形美觀、均勻，焊接參數(shù)合理。機(jī)械手電弧跟蹤系統(tǒng)有助于提高焊接質(zhì)量。打磨焊縫后進(jìn)行磁粉探傷檢測，焊縫表面沒有磁痕和其它缺陷點(diǎn)，焊縫質(zhì)量達(dá)標(biāo)。本文僅僅針對OTC機(jī)械手對于橫梁鋼管和連接座的自動化焊接工藝進(jìn)行了研究，實際上OTC機(jī)械臂在自動化焊接工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的適用性，在具體操作時需要結(jié)合實際工況對其技術(shù)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以提高其適用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]田媛，平雪良，姚方紅，蔣毅.一種機(jī)器人管-板自動焊接方法的研究[J].機(jī)械制造，2015（12）：80-82.

篇4

關(guān)鍵詞：自動焊接技術(shù)；機(jī)械加工；運(yùn)用

中圖分類號：TG409 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 12-0000-01

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國科技發(fā)展也十分迅速。在這一過程中人們越來越認(rèn)識到機(jī)械化和自動化生產(chǎn)對提高產(chǎn)品生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量所起到的重要作用。除此之外，先進(jìn)高效的生產(chǎn)加工工藝還能降低生產(chǎn)成本。近些年在機(jī)械焊接領(lǐng)域，我國致力引進(jìn)吸收國外先進(jìn)的焊接工藝及設(shè)備。在學(xué)習(xí)國際先進(jìn)焊接技術(shù)的同時，結(jié)合我國實際情況，在機(jī)械焊接領(lǐng)域運(yùn)用了自動焊接技術(shù)，這樣不僅減少了人工勞力，還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，使企業(yè)在激烈的競爭中占取有利地位，進(jìn)而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的增長。下文具體闡述自動焊接技術(shù)的基本原理以及其在機(jī)械加工中的應(yīng)用。

一、自動焊接技術(shù)的基本原理

自動焊接就是實現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化和自動化，減少人力焊接的操作。我國傳統(tǒng)的手動焊接技術(shù)是將電弧引燃，借助焊條維持電弧的長度，然后根據(jù)機(jī)械焊接需要手動進(jìn)行電弧的移動，完成焊接后將電弧熄滅。自動焊接是將現(xiàn)代電子技術(shù)運(yùn)用于焊接過程中，實現(xiàn)焊接工作自動化。自動焊接技術(shù)需要的主要設(shè)備就是自動焊接機(jī)，其有導(dǎo)軌床體、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、氣動尾頂滑臺機(jī)構(gòu)來進(jìn)行前后左右、轉(zhuǎn)動，由工件夾緊機(jī)構(gòu)、托料機(jī)構(gòu)完成所需機(jī)加工工件的安放于固定，由焊槍夾持機(jī)構(gòu)、焊槍氣動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等焊槍相關(guān)技術(shù)機(jī)構(gòu)來完成焊接裝置，最后由氣動尾頂與專機(jī)電控系統(tǒng)來完成動作指令的發(fā)送輸出。目前的自動焊接機(jī)又加入了數(shù)字化技術(shù)，可將焊接的動作指令延伸到動作軌跡指令，將焊接的加工技術(shù)指令延伸到技術(shù)精度指令，將自動焊接技術(shù)推向了一個更高的技術(shù)平臺。

二、自動焊接技術(shù)在機(jī)械加工中的運(yùn)用

自動焊接技術(shù)與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)相比，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高且相對質(zhì)量穩(wěn)定、技術(shù)水平高、能源消耗低并節(jié)省原材料、改善加工環(huán)境和降低加工者勞動強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。其在機(jī)械加工領(lǐng)域運(yùn)用越來越廣泛。

（一）在球罐加工中的運(yùn)用

目前國內(nèi)球罐焊接主要采用球罐藥芯焊絲全位置自動焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)與國內(nèi)手工電弧焊相比具有熔敷效率高焊接速度快、焊接合格率高、節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)階段全位置自動焊接設(shè)備由焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、擺動機(jī)構(gòu)、焊槍及軌道等六大部分構(gòu)成。電源型號主要有兩種：DC-400和DC-600。球罐的自動焊接要求焊接材料必須具有堿性熔渣的藥芯焊絲，目前這種焊絲有自保護(hù)焊絲和CO2氣體保護(hù)焊絲兩類。自動保護(hù)焊絲的規(guī)格通常為Ф2.0mm～Ф2.4mm，氣體保護(hù)焊絲的規(guī)格一般為Ф1.2mm～Ф1.6mm。在球罐自動焊接時要注意破口形勢和破口的尺寸，根據(jù)要求自動焊接時破口角度采用手工電弧焊時縮小20%～25%，這樣其熔敷總量可較手工電弧焊減少20%左右。球罐自動焊接時要保證各焊縫的質(zhì)量，嚴(yán)格按照工藝參數(shù)要求焊接。經(jīng)過多次論證，球罐自動焊接技術(shù)的運(yùn)用，焊接效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工焊接，以1臺1000m3汽油罐為例，5臺自動焊接設(shè)備同時施工，從開始到達(dá)到射線探傷條件需要16天的時間，以相同數(shù)量的焊工計算，焊接速度比手工電弧焊提高1倍以上。

（二）在大口徑管道焊接中的運(yùn)用

大口徑管道的焊接一直是手工焊接的難點(diǎn)，手工焊接不僅延誤工期還不能保證焊接質(zhì)量。自動化焊接設(shè)備大口徑管道自動焊接技術(shù)的運(yùn)用，提高了焊接質(zhì)量，方便現(xiàn)場施工，降低了焊工勞動強(qiáng)度。目前國內(nèi)使用的大口徑管道自動焊接設(shè)備主要型號為PIW48管道內(nèi)環(huán)縫自動焊接根機(jī)、PAW3000管道自動外焊接機(jī)、PAW2000A管道自動焊機(jī)熱焊。本文以根焊為例說明自動焊接技術(shù)在大口徑管道焊接中的運(yùn)用。根焊道的焊接是保證管道的施工速度和管道焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵工序，焊接時采用PIW48管道內(nèi)環(huán)縫自動焊接根機(jī)。

由于根機(jī)焊接對工人技術(shù)要求高，所以操作人員對流程必須十分熟練，否則將影響焊縫成形和焊接速度。焊接前要做一些檢查，首先調(diào)整內(nèi)焊機(jī)定位機(jī)構(gòu)的3個定位斷面，使8個焊炬中心處于同一平面。其次，在氣罩內(nèi)安裝銅網(wǎng)，防止焊渣飛濺。最后，管口增設(shè)防風(fēng)措施，防止氣孔產(chǎn)生。內(nèi)焊機(jī)采用無間隙根焊，整個過程無需人工調(diào)整工藝參數(shù)。自動焊焊接工藝中的坡口形狀和尺寸十分重要，坡口質(zhì)量直接影響根焊的焊接質(zhì)量和施工速度。為了提高焊接的一次焊接合格率，通過對無損檢測反饋數(shù)據(jù)、坡口加工、焊縫外觀的檢驗等信息的跟蹤分析，保證坡口形狀和坡口尺寸的質(zhì)量是提高一次焊接合格率的關(guān)鍵，也可以通過調(diào)節(jié)技術(shù)參數(shù)，保證焊接的質(zhì)量。

（三）在鐵路貨車制造中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的人工對鐵路貨車C70A型敞車車體兩端仰角焊接，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、焊接效率低、焊接操作人員勞動強(qiáng)度大等不足之處，目前通過自動焊接技術(shù)可以解決這些問題。鐵路貨車C70A型敞車兩端的端墻與端梁組對完成后，分別形成一條長度為2700mm的仰角焊縫（工藝要求焊角為4mm）。由于這兩條焊縫分別位于長達(dá)13.53m的C70A型敞車車體的兩端，所以無法使用焊接變位器將這兩條仰角焊縫轉(zhuǎn)變?yōu)槲恢眠m合的平角焊縫。該自動焊接裝置必須能全方位轉(zhuǎn)動，所以此自動焊接裝置由“焊接運(yùn)行控制系統(tǒng)”和“焊縫跟蹤系統(tǒng)”兩部分組成。

焊接運(yùn)行控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制，開環(huán)控制方式具有系統(tǒng)穩(wěn)定性好、響應(yīng)及時的特點(diǎn)，其運(yùn)行精度可高達(dá)0.01mm。“焊縫跟蹤系統(tǒng)”采用激光焊縫跟蹤器，焊縫的位置特征和幾何輪廓經(jīng)激光焊縫跟蹤器攝入并處理，然后送入圖像采集卡經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后成為8bit數(shù)字信號，該數(shù)字信號以中斷方式送入工業(yè)PC的內(nèi)存。這樣可以隨時觀測焊接情況，針對焊接過程中出現(xiàn)的問題及時調(diào)整，保證了焊接質(zhì)量同時又不耽誤工程進(jìn)度。這種自動焊接裝置可以在焊槍角度、焊絲前端與焊縫中心距離等方面保持正確的參數(shù)，從而保證焊縫成形質(zhì)量，使焊接質(zhì)量擺脫對電焊操作工技術(shù)水平及其個人因素的依賴。

三、結(jié)語

綜上所述，自動焊接技術(shù)的運(yùn)用，使機(jī)械加工更加自動化和機(jī)械化，不僅提高了生產(chǎn)效率，減少了工人勞動力度，還能保證產(chǎn)品質(zhì)量的相對穩(wěn)定，為企業(yè)帶來長久效益，更為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)：

[1]周林.多功能自動焊接機(jī)床控制設(shè)計與分析[J].機(jī)床電器，2009（03）.

篇5

一、機(jī)械激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的發(fā)展背景

機(jī)械激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)是為了滿足特定材料的加工焊接要求，綜合利用機(jī)械激光焊接和電弧焊接的優(yōu)勢，將其物理性能和能量傳輸性能以恰當(dāng)?shù)姆绞饺诤系揭黄穑纬傻囊环N科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)手段。將電弧焊接和激光焊接技術(shù)取長補(bǔ)短的結(jié)合起來形成的激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)，解決了許多材料的加工要求，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)的焊接。

電弧焊接是應(yīng)用最早且在材料技術(shù)上運(yùn)用較普遍的焊接的技術(shù)，將電能轉(zhuǎn)換為熱能完成金屬之間的連接，分為非熔化極電弧焊接和熔化極電弧焊接，但是由于電弧能力分布密度特性，導(dǎo)致焊接速度較慢，焊接的深度和熔度較淺，造成材料容易焊接變形，并且生產(chǎn)效率較低。激光焊接可以利用高達(dá)107W/cm2的能量密度形成小孔和等離子體時的熱加工，激光焊接速度比較快，材料變形較少，通過較少的熱輸入量形成深度比大的良好焊接效果，從而實現(xiàn)精密焊接。但是也存在著一定的缺點(diǎn)，即焊接接頭的間隙要求較高、焊接過程的穩(wěn)定性和激光能量的利用率較差、焊接厚度較高的材料成本過高。

為順應(yīng)時展，綜合焊接需求，針對電弧焊接和激光焊接的優(yōu)劣，在20世紀(jì)70年代末，英國倫敦帝國大學(xué)對復(fù)合焊接工藝進(jìn)行了研究，提出了電弧與激光焊接結(jié)合的工藝概念，隨后英國學(xué)者和美國等科學(xué)研究者利用了激光配合一定量的輔助電弧，形成了現(xiàn)如今激光-電弧復(fù)合焊接的技術(shù)工藝，解決了焊接熔深淺問題和生產(chǎn)成本過高的問題，有效的提升了能量的利用率，提高了焊接的生產(chǎn)效率。

二、激光-電弧復(fù)合焊接的原理

激光―電弧復(fù)合焊接技術(shù)在工作時，激光及電弧同時作用在金屬表面的一點(diǎn)上。在激光的作用下，焊縫的上方會產(chǎn)生一定的等離子體云，這種等離子體云會吸收及散射進(jìn)行射入過程中的激光，從而降低了激光能量的功能。在原有基礎(chǔ)上加上電弧后，能夠產(chǎn)生一定量的低溫低密度的電弧等離子，從而起到稀釋激光等離子體的作用，進(jìn)一步提升了激光能量的傳輸效率。外加電弧還可以在進(jìn)行焊接的同時實現(xiàn)對母材進(jìn)行加熱，母材溫度的升高能夠提升對激光的吸收效率，從而增加焊接熔深。而且激光作用能夠降低電弧通道的電阻，也能夠加深該項技術(shù)的熔深。

三、機(jī)械激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的特點(diǎn)

（一）提高了焊接過程的穩(wěn)定性

激光焊接時，等離子體形成較多的帶電粒子，帶電粒子會主動吸收電弧，壓縮電弧的根部使電弧穩(wěn)定燃燒，既增加了焊接的穩(wěn)定性，使得電弧不隨意飄逸同時提升了電弧的能量利用率。

（二）實現(xiàn)高效率、低成本的焊接

機(jī)械激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的最主要優(yōu)勢和目的便是實現(xiàn)高效率、低成本的焊接。激光和電弧的相互作用下，使得用較小的激光和電弧能量便能完成材料的焊接，相比要達(dá)到同等效果所耗費(fèi)的單獨(dú)激光和電弧功率要小許多，極大程度的降低了生產(chǎn)成本。同時與單純電弧或者激光焊接相比，復(fù)合焊接技術(shù)利用兩種熱源綜合焊接的優(yōu)勢，輸入的熱量較小造成的熱影響區(qū)域面積較小，導(dǎo)致的工藝材料的焊縫變形量較小，較少了焊接后的工序處理，提升了生產(chǎn)工作效率。

（三）增加焊縫熔深，改善焊接成型

熔深淺是焊接技術(shù)中易出現(xiàn)的問題，而在激光的作用下，電弧可以深入到工件內(nèi)部，到達(dá)焊縫的深處增加熔深，并且在電弧的作用下也會增強(qiáng)金屬的激光吸收率。形成較深的焊縫熔深改善了金屬的熔化程度，避免了焊縫咬邊的現(xiàn)象出現(xiàn)，同時，激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)還可以控制激光和電弧的輸出量，根據(jù)材料工件需求，單獨(dú)調(diào)節(jié)配比，獲得理想的焊縫熔深和深寬比。

（四）減少焊接缺陷，提升焊接質(zhì)量

在電弧和激光的復(fù)合熱源焊接下，激光的作用減少了焊縫的加熱時間，使得焊接材料受熱面積減少，不易產(chǎn)生較大的晶粒，并且有效的減緩了熔池金屬的凝固時間，增加了熔池相變時間，將熔池的氣體充分排除，減少了諸如氣孔、裂紋等焊接的缺陷，提升了焊接的質(zhì)量。

（五）降低要求，提升焊接適應(yīng)性

單獨(dú)激光作用時，激光束直徑較小，對焊接接頭的間隙要求小于0.10mm要求較高。而在電弧的作用下，增加了工件材料的熔合區(qū)寬度，可以降低焊接接頭間隙的高精度要求。并且更適用于一些特殊的材料，如電弧在激光焊接之前可以清潔焊縫表面，去除氧化膜，從而更有利于焊接鋁合金。

四、機(jī)械激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的應(yīng)用

（一）應(yīng)用到船舶制造業(yè)

因船舶制造業(yè)中造船所使用的鋼板厚度較厚，對于焊接要求較高，而單一的電弧焊接和激光焊接都無法滿足船舶制造業(yè)的需求。激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)具備著獨(dú)特的優(yōu)勢，對于較大的焊件間隙可以放寬至1mm，相對于激光焊接的0.1mm，極大的提升了間隙距離，減少了焊接前的工作量和成本，使的船舶制造速度加快，成本下降，提升了制造效率。另外主要的優(yōu)勢在于，激光-電弧復(fù)合焊接可減少焊件的變形量，使得焊接后的整形工作量也隨之減少，極大的減輕了人力成本。

（二）應(yīng)用到汽車制造業(yè)

目前在汽車行業(yè)中，汽車設(shè)備逐漸向更輕薄發(fā)展，而汽車框架結(jié)構(gòu)也引進(jìn)了更多的鋁、鋁鎂等輕質(zhì)合金，既改善了汽車的機(jī)動性能，使汽車流線性速度增快，也節(jié)約了能源減少了污染。以往汽車的焊接多采取激光焊和熔化極氣體保護(hù)焊，但是目前大多數(shù)采取了激光-電弧復(fù)合焊工藝的成熟焊接手段，滿足了汽車制造業(yè)焊接需求。例如德國大眾汽車工程公司的TGRAF等人自主研發(fā)了MIG復(fù)合焊接機(jī)頭，該焊頭結(jié)合電弧和激光焊接的優(yōu)勢，以極小的幾何尺寸，安裝到弧焊機(jī)器人手臂，方便各空間、各角度的焊接。

（三）應(yīng)用到石油管道中

通常石油管道焊接中，由于管道壁比較厚，需要使用電弧焊在特殊的坡口處多次焊接，不僅耗費(fèi)人力帶來工作麻煩，而且焊接的引弧熄弧階段易產(chǎn)生缺陷。采用激光-電弧復(fù)合焊融合了電弧焊接的橋接能力和激光焊接的深熔性能避免反復(fù)焊接，確保一次焊接成型，從而減少了焊接的缺陷，也提升了石油管道焊接的效率。

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關(guān)鍵字 機(jī)械焊接；焊接技術(shù)

中圖分類號TG44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）91-0062-02

21世紀(jì)以來，科技作為生產(chǎn)力的主要推動者，其影響漸漸波及至機(jī)械制造業(yè)中。從而催生出眾多機(jī)械制造工藝，在這些工藝中，焊接技術(shù)的發(fā)展最為明顯。

1機(jī)械焊接

焊接是一種金屬加工工藝，它被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造、汽車制造等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。近年來，隨著科技的進(jìn)步，新型焊接技術(shù)也不斷發(fā)展和提高。

2機(jī)械焊接技術(shù)

2.1電子束焊接

電子束焊接首先應(yīng)用在德國，之后逐漸發(fā)展成熟。較之傳統(tǒng)的焊接工藝，它的能量密度更高，并且熱變形較小，應(yīng)用的范圍也較為廣泛。

電子束焊接的工作原理是：用電子槍中聚集的告訴電子束對工件的接縫處進(jìn)行轟擊，在轟擊的過程中，會發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，即動能轉(zhuǎn)化為熱能。這樣就產(chǎn)生了焊接所需要的熱源，利用這些熱能，完成焊接工作。

以前，電子束焊接主要被應(yīng)用于國防、軍工工業(yè)中。近些年來，這種焊接技術(shù)開始在民用工業(yè)中推廣使用。比如汽車工業(yè)的齒輪、發(fā)電站的鍋爐等。

2.2激光焊接技術(shù)

激光焊接技術(shù)是激光加工技術(shù)中的重要部分，它是一種高能束的熱傳導(dǎo)性技術(shù)。與傳統(tǒng)的焊接工藝相比，激光焊接技術(shù)更加快捷方便，同時焊接的質(zhì)量和穩(wěn)定性更高，工件產(chǎn)生變形的可能也小，因此被大量投入工業(yè)生產(chǎn)。

激光焊接技術(shù)主要是利用拋物鏡或者凸透鏡匯集周圍的熱量，這時的激光就是一個高溫度的熱源，將其應(yīng)用于工件接縫的表面，能夠起到焊接的作用。根據(jù)工件的不同，激光焊接的方式也有所不同，常用的激光焊接方式是傳導(dǎo)焊接和小孔焊接兩種。

在航天航空工業(yè)中，經(jīng)常會利用激光焊接技術(shù)來進(jìn)行工件的修復(fù)；在汽車制造領(lǐng)域，激光焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用于散熱器、傳動軸等零部件的制造中。隨著激光加工技術(shù)的不斷發(fā)展，激光焊接技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域必然還會擴(kuò)大。

2.3攪拌摩擦焊接技術(shù)

攪拌摩擦焊接技術(shù)，顧名思義就是利用摩擦力產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接，這就決定了它的使用范圍，即低熔點(diǎn)的金屬焊接。這種焊接技術(shù)的自動化水平更高，接頭的質(zhì)量和穩(wěn)定性更好，并且節(jié)能低碳。

在進(jìn)行攪拌摩擦焊接過程中，會將一個攪拌針焊縫中，利用摩擦力對金屬進(jìn)行加熱，讓其呈現(xiàn)一種塑性狀態(tài)，同時金屬會形成旋轉(zhuǎn)的空洞，隨著攪拌針的不斷前移，旋轉(zhuǎn)空洞和塑形金屬各自向相反的方向移動，金屬在冷卻之后，焊接的縫隙密度會更高。

攪拌焊接技術(shù)主要用于造船業(yè)、航空航天業(yè)、建筑業(yè)、交通工具等領(lǐng)域。在造船業(yè)中，它主要被用來焊接甲板上、船頭上的部件；在航空航天業(yè)中，飛機(jī)的機(jī)身、油箱都會用到它；而交通工具領(lǐng)域，火車、高速列車等的車身、交換器等都要用攪拌摩擦焊旱季技術(shù)。

2.4電渣焊接技術(shù)

電渣焊接技術(shù)是一種利用電阻熱進(jìn)行焊接的技術(shù)。它能夠一次性焊接鋼材、鐵基金屬等質(zhì)地較厚的工件，同時生產(chǎn)成本也較低，焊接質(zhì)量較高。

電渣焊接技術(shù)依據(jù)的原理是：把電熱組作為一種熱源，用來熔化金屬和木材，之后冷卻凝固，使各金屬原子之間相互連接。常用的電渣焊技術(shù)主要有熔嘴、非熔嘴電渣焊技術(shù)，絲極電渣焊技術(shù)，板級電渣焊技術(shù)等。

電渣焊技術(shù)主要被應(yīng)用于一些特殊的地方或行業(yè)，比如鐵路各個站點(diǎn)的焊接；鼓風(fēng)爐殼等厚壁容器的焊接等等。

2.5等離子弧焊接技術(shù)

等離子弧焊接技術(shù)是一種基于等離子弧切割工業(yè)的新型焊接技術(shù)。它是一種較為及其精密的焊接技術(shù)。

等離子弧焊接技術(shù)準(zhǔn)確地說應(yīng)該是“壓縮電弧焊接”，它是焊炬將整個電弧進(jìn)行最大限度的壓縮，促使其中的等離子效應(yīng)加劇，之后電弧就變成了一個具有穩(wěn)定性、單向性的強(qiáng)大射流熱源，溫度高達(dá)16000K～33000K，然后可以直接進(jìn)行金屬的焊接。通常企業(yè)較為常用的等離子弧主要是轉(zhuǎn)移型的和非轉(zhuǎn)移型兩種。

2.6超聲波焊接技術(shù)

超聲波焊接技術(shù)主要是進(jìn)行熱塑性塑料制品焊接的高科技技術(shù)，這種技術(shù)焊接出來的塑料制品檔次和質(zhì)地較高，同時生產(chǎn)的成本和效率也就高。

在超聲波進(jìn)行焊接的過程中，發(fā)生器會釋放出20KHz或者15KHz具有高壓性、高頻性的信號，通過能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以將這種信號轉(zhuǎn)化為一種高頻的機(jī)械振動，用于塑料品的工件中。然后通過摩擦力是接口的溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到工件的熔點(diǎn)時，工件會自動融化來填充接口處的縫隙。冷卻定型以后，整個焊接工藝就順利完成。

超聲波焊接技術(shù)因為其本身的特性，所以在塑料品加工行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，而在機(jī)械類加工工業(yè)中，應(yīng)用較少。

2.7爆炸焊接技術(shù)

自1944年Carl提出爆炸焊接技術(shù)之后，美國、日本、德國等先后對其進(jìn)行了研究。時至今日，這項技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。

爆炸焊接技術(shù)熱源的主要來源是炸藥爆炸時，產(chǎn)生的強(qiáng)大能量。這種能量能夠是金屬物質(zhì)熔化變形，之后重新進(jìn)行各個原子之間的組合，冷卻之后增加焊接的穩(wěn)定性。它是一門危險性較高、科技和人員要求也較高的焊接技術(shù)。

爆炸焊接技術(shù)由于在焊接的過程中，需要大量炸藥做引，故而存在著安全隱患。一般的民用企業(yè)因為資金或者技術(shù)的缺乏，安全措施不足，通常不會采用這種技術(shù)。所以爆炸焊接技術(shù)主要應(yīng)用于國防工業(yè)（化工、石油、造船、航空航天）和軍工工業(yè)（軍事、核工業(yè)）等。

2.8機(jī)器人焊接技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)其實是在焊接自動化的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在20世紀(jì)末期，首次被應(yīng)用于焊接技術(shù)領(lǐng)域。近年來，隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各企業(yè)訂單量和交易量的不斷增加，生產(chǎn)線不斷擴(kuò)大，機(jī)器焊接技術(shù)已經(jīng)成為自動化焊接領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。

機(jī)器人焊接技術(shù)是一種容機(jī)械制造、計算機(jī)編程、物理力學(xué)等為一體的綜合性學(xué)科。要使用這種技術(shù)，首先要制造符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人，通過計算機(jī)編程將各種參數(shù)計算后安裝至機(jī)器人的“大腦”中。這一系列工作完成之后，機(jī)器人可以根據(jù)工作指令來進(jìn)行焊接。

機(jī)器人焊接技術(shù)的發(fā)展至今還不太成熟，故而各種行業(yè)的使用都比較少。

作為加工制造行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)，焊接技術(shù)和工藝的不斷創(chuàng)新，不僅能夠促進(jìn)其自身的發(fā)展，也能夠促進(jìn)整個機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展壯大。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：先進(jìn)壓水堆核電；機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件；焊接工藝；雙相不銹鋼

中圖分類號：F403.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 概述

鋼筋機(jī)械連接技術(shù)是一項新型鋼筋連接工藝，被稱為繼綁扎、電焊之后的“第三代鋼筋接頭”，具有接頭強(qiáng)度高，速度快、無污染、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。由于在某先進(jìn)的壓水堆核電站中采用了模塊化施工，鋼筋的連接采用工廠化焊接可焊型機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件，現(xiàn)場進(jìn)行鋼筋安裝的方式，因此，極大的促進(jìn)了對可焊型機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的需求。然而，由于該機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件采用材料的特殊性，嚴(yán)重影響了其在工程中的使用，設(shè)計科學(xué)、完善的焊接工藝實驗已驗證焊接接頭的可靠性和安全性，成為機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用中亟待解決的問題。

2 材料

先進(jìn)壓水堆核電站中機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件所用的材料為A108 C1018和A108 C1030兩種（A108 C1018材質(zhì)表示ASTM A26中C1018的碳鋼棒材按照ASTM A108進(jìn)行冷加工處理后獲得的材料），所用鋼筋為ASTM A615 GR.50，標(biāo)準(zhǔn)件與碳鋼焊接的焊材大多采用E7018，標(biāo)準(zhǔn)件與A240 S32101雙相不銹鋼焊接時采用E309L。

3 實驗過程

實驗過程中，首先對機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件底部打磨光滑，將機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件緊貼實驗板點(diǎn)焊組對，由十二點(diǎn)位置起弧，順時針進(jìn)行焊接。焊接時層間溫度不能超過150℃，焊接電壓為18-22V，焊接電流約為110-130A，焊接速度不得低于10cm/min。焊接過程中熱輸入量應(yīng)嚴(yán)格控制在15KJ以下，否則會產(chǎn)生焊接咬邊等缺陷。

3.1 宏觀金相

根據(jù)上述焊接參數(shù)，按照AWS D1.4的要求，遵循其同種材質(zhì)大直徑標(biāo)準(zhǔn)件覆蓋小直徑標(biāo)準(zhǔn)件的原則，完成宏觀金相實驗件（如圖1所示）并進(jìn)行取樣（如圖2所示）。

3.2 全截面拉伸

根據(jù)上述焊接參數(shù)，按照AWS D1.4的要求，完成全截面拉伸實驗件（如圖3所示）。全截面拉伸實驗件由兩個機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件焊接到OLP板的兩側(cè)，裝配完成后，應(yīng)對一端標(biāo)準(zhǔn)件焊縫處機(jī)加、銑平，去除焊縫余高。

3.3 力學(xué)性能實驗

為了更好的驗證機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的可焊接性，應(yīng)按照AWS D1.1的要求驗證機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件焊接后的各項力學(xué)性能。然而，在AWS D1.1中并未對A108材料進(jìn)行分類，為此，參照ASME第Ⅸ卷，A108C1018分類為S-No.1、G-No.1，選用S-No.1、G-No.1相同的A572 Gr.50進(jìn)行代替， 而A108 C1030選用性能相似的S-No.1、G-No.2（例如A668等）代替。

3.4 接頭性能實驗

為了驗證焊接后機(jī)械連接件組件在實際應(yīng)用中的延伸性和周期疲勞性，應(yīng)進(jìn)行以下試驗進(jìn)行輔助驗證標(biāo)準(zhǔn)件的焊接性能：

3.4.1 靜態(tài)拉伸強(qiáng)度實驗：考慮到連接材料和尺寸、材料和鋼筋尺寸、所有可預(yù)見的環(huán)境情況的變量范圍，每個機(jī)械接頭應(yīng)至少進(jìn)行六次靜態(tài)拉伸強(qiáng)度實驗。所有實驗樣品應(yīng)滿足機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的拉力和壓力應(yīng)至少為鋼筋屈服強(qiáng)度的125%。

3.4.2 周期實驗：對各種規(guī)格和等級的鋼筋，應(yīng)有3件鋼筋與標(biāo)準(zhǔn)件之間連接的樣品進(jìn)行100次循環(huán)實驗，其中鋼筋的抗拉應(yīng)力在規(guī)定的最小屈服強(qiáng)度的5%～90%之間變化。當(dāng)與靜態(tài)拉伸強(qiáng)度實驗對比時，樣品應(yīng)在經(jīng)受周期實驗后，而不損失靜態(tài)抗拉強(qiáng)度能力。

3.4.3 應(yīng)變實驗：應(yīng)至少進(jìn)行六次應(yīng)變實驗，驗證全長的機(jī)械接頭組件（在鋼筋0.9倍的屈服強(qiáng)度時）所測得的應(yīng)變不應(yīng)超過未連接的鋼筋應(yīng)變值的一半。

4 實驗結(jié)果概述（以標(biāo)準(zhǔn)件與雙相不銹鋼焊接為例）

4.1 宏觀金相實驗

要求試樣焊縫和熱影響區(qū)應(yīng)無裂紋，焊縫與母材和焊道之間應(yīng)充分熔合，所有焊縫弧坑應(yīng)填滿，焊縫應(yīng)無焊瘤，咬邊深度不能超過1mm，在25mm坡口及角焊縫線性區(qū)內(nèi)氣孔長度總和應(yīng)不超過10mm，在150mm內(nèi)不應(yīng)超過14mm，最小焊腳尺寸為6mm。所有試件無裂紋和未融合，均為合格。

4.2 全截面拉伸實驗

鋼筋的屈服強(qiáng)度為420Mpa，鋼筋的工程截面積為1006mm2，設(shè)計規(guī)定的鋼筋最低抗拉力為：F=1.25×420×1006＝528.15（kN）。

而實際實驗值為902～906kN，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求值，同時設(shè)計要求的抗拉強(qiáng)度為525MPa，實際測量值為653Mpa，全截面拉伸試件的性能遠(yuǎn)高于設(shè)計要求。

4.3 力學(xué)性能實驗

4.3.1 抗拉強(qiáng)度

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為≥500Mpa，實際測量值為555～560Mpa，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求

4.3.2 側(cè)彎實驗

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：彎曲角度180°，彎曲后表面任何方向上缺陷不得大于3mm，所有超過1mm但小于或等于3mm的缺陷尺寸總和不大于10mm，最大角部裂紋不大于6mm，實驗結(jié)果均合格。

4.3.3 沖擊實驗

焊縫及熱影響區(qū)沖擊實驗應(yīng)在-40℃進(jìn)行，要求沖擊功大于27j，實驗值為31～47j，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

4.3.4 鐵素體（FN）實驗

分別對上表面焊縫及熱影響區(qū)和下表面焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行鐵素體數(shù)測量，要求焊縫FN≥5，熱影響區(qū)FN：35～65。實驗值為焊縫FN為17～20，熱影響區(qū)FN為36～42。

4.4 接頭性能實驗

（1）靜態(tài)拉伸強(qiáng)度實驗：靜態(tài)拉伸實驗后，平均抗拉強(qiáng)度為672.2Mpa，大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1.25倍鋼筋屈服強(qiáng)度（525Mpa）的要求。（2）周期實驗：經(jīng)過100次周期實驗后，試件的抗拉強(qiáng)度為678.2Mpa，大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1.25倍鋼筋屈服強(qiáng)度（525Mpa）的要求。（3）應(yīng)變實驗：經(jīng)過0.9倍的屈服強(qiáng)度所測得的應(yīng)變平均值為0.482mm，低于未連接的鋼筋應(yīng)變的一半值（0.583mm）。

結(jié)語

通過機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件宏觀金相的實驗結(jié)果表明，焊接后標(biāo)準(zhǔn)件的根部具有良好的融合性；全截面拉伸實驗說明標(biāo)準(zhǔn)件焊接后實際應(yīng)用的接頭具有較高的抗拉強(qiáng)度，力學(xué)性能實驗證明，機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件與各種材料焊接時表現(xiàn)了良好的焊接性能，接頭拉伸實驗表明，焊接后的機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件與鋼筋連接不會影響鋼筋使用的機(jī)械性能。

上述設(shè)定的驗證機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的實驗，科學(xué)而且合理，克服了在標(biāo)準(zhǔn)中未分類材料焊接工藝評定過程中的困難，為該類問題的解決提供了指導(dǎo)。這些實驗不僅驗證了機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的自身焊接性能，同時模擬接頭實際使用中的受力進(jìn)行分析和驗證，能夠確保鋼筋快速、便捷的連接和安全使用。

參考文獻(xiàn)

[1]斯重遙.焊接手冊：第2卷[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

[2] JGJ-107 中華人民共和國鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程[M].2010.

篇8

經(jīng)過深松作業(yè)后的土地，其蓄水能力是淺耕作業(yè)的2.2倍以上，而且其對于多數(shù)土壤來說，土壤透水率能夠提高6.0～8.0倍。這樣的數(shù)據(jù)可以說明，采用機(jī)械化深松這種新技術(shù)進(jìn)行耕作時，可以有效的提高土壤蓄水能力；同時，又可以避免地表徑流的形成，有效的降低水土流失發(fā)生的概率，對于天然降雨降水能夠更加合理的利用，以至于可以做到旱作節(jié)水的目的。

2重耙施壓技術(shù)

其主要形式是在農(nóng)作物播種的前后，利用大型的鎮(zhèn)壓農(nóng)機(jī)對其進(jìn)行合理適度的鎮(zhèn)壓。在播種前對于土壤的施壓可以改善土壤環(huán)境，讓土壤保證了地表附近土壤堅實，土壤深處依然蓬松，有大面積的空隙可以進(jìn)行蓄水與作物后期低下根基部分的生長空間；當(dāng)農(nóng)作物播種后，也需要對土壤進(jìn)行鎮(zhèn)壓，其目的是要保證農(nóng)作物能夠進(jìn)入土壤地表下，融入到堅實的土壤中去，讓作物能夠苗全苗壯。當(dāng)然，重耙施壓技術(shù)的最大的好處是使得農(nóng)作物對土壤中水分利用率提高了4.0%左右；同時，對于蓄水量也有顯著的提高，與為進(jìn)行重耙施壓的土壤相比，蓄水量提高了80左右，這仍然是個可觀的數(shù)字。據(jù)不完全統(tǒng)計，利用深松技術(shù)以及重耙施壓技術(shù)在適宜地區(qū)對旱作節(jié)水作用巨大。

3地膜覆蓋技術(shù)

這是一種較為方便且效果明顯的處理方式。對于旱區(qū)作業(yè)節(jié)水工作來講，最主要的是要減少土壤內(nèi)部水分蒸發(fā)與流失，只要確保水分流失盡可能的少，就能最大程度的保墑。因此，地膜覆蓋技術(shù)就是用來進(jìn)行這一環(huán)節(jié)的。其主要通過地表覆蓋塑料薄膜，土壤中的水分不被蒸發(fā)至空氣中，保證了膜內(nèi)的濕度，從而有效協(xié)調(diào)土壤耕作層內(nèi)的水分、溫度、濕度、肥料等外在條件，改善土壤內(nèi)部的物理環(huán)境，最終保證農(nóng)作物的正常生長，達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。地膜覆蓋技術(shù)雖與農(nóng)業(yè)機(jī)械的旱作節(jié)水方式不同，但更是一種創(chuàng)新。因為其操作的簡便性以及高效性，這可以在很多旱區(qū)進(jìn)行這種技術(shù)的推廣，來達(dá)到作物良好生長，最終增產(chǎn)增收。但是這種方式缺陷也是存在的，就是由于薄膜的覆蓋，導(dǎo)致無法進(jìn)行區(qū)域性大面積灌溉，這對于后期的作物處理工作上還是存在一定的不足。如果能將農(nóng)機(jī)與地膜覆蓋技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，這將又會是農(nóng)業(yè)機(jī)械工程領(lǐng)域上的一座重要里程碑。因此，有關(guān)部門依然要大力探索旱作節(jié)水環(huán)境下農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中的新技術(shù)，讓新技術(shù)可以更好的改變旱區(qū)人民的生活現(xiàn)狀，讓我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展得到全方位的提升。

4結(jié)語

篇9

【關(guān)鍵詞】焊接機(jī)器人選用本體結(jié)構(gòu)功能焊接裝備

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、前言

據(jù)統(tǒng)計，2010年中國工業(yè)機(jī)器人市場銷售銷量為14980臺，2011年達(dá)到22577臺， 2012年達(dá)到26902臺。預(yù)計到2015年，中國工業(yè)機(jī)器人市場需求總量將達(dá)35000臺，占全球比重16.9%，成為規(guī)模最大的市場。而焊接機(jī)器人所占比重達(dá)到一半以上。其中用于弧焊、點(diǎn)焊、激光焊的焊接機(jī)器人占絕大多數(shù)。焊接機(jī)器人就是從事焊接的工業(yè)機(jī)器人，主要包括機(jī)器人和焊接裝備兩部分。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制系統(tǒng)組成。而焊接裝備，以弧焊為例，由焊接電源、焊槍、送絲機(jī)等部分組成。以上各單元以控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過軟硬件之間的連接，形成一個完整的焊接系統(tǒng)。本文對焊接機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)、焊接機(jī)器人功能及焊接裝備三個方面進(jìn)行了分析，為焊接機(jī)器人選用提供參考。

二、機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)

機(jī)器人的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)形式多種多樣，典型機(jī)器人的機(jī)構(gòu)運(yùn)動特征是用其坐標(biāo)特性來描述的。按機(jī)構(gòu)運(yùn)動特征，機(jī)器人通?？煞譃橹苯亲鴺?biāo)機(jī)器人、柱面坐標(biāo)機(jī)器人、球面坐標(biāo)機(jī)器人和關(guān)節(jié)型機(jī)器人等類型。

1.直角坐標(biāo)機(jī)器人。直角坐標(biāo)機(jī)器人具有空間上相互垂直的兩根或三根直線移動軸，通過直角坐標(biāo)方向的3個獨(dú)立自由度確定其手部的空間位置，其動作空間為一長方體。直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，定位精度高，空間軌跡易于求解；但其動作范圍相對較小，設(shè)備的空間因數(shù)較低，實現(xiàn)相同的動作空間要求時，機(jī)體本身的體積較大。

2.柱面坐標(biāo)機(jī)器人。柱面坐標(biāo)機(jī)器人的空間位置機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)基座、垂直移動和水平移動軸構(gòu)成，具有一個回轉(zhuǎn)和兩個平移自由度，其動作空間呈圓柱形。這種機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單、剛性好，但缺點(diǎn)是在機(jī)器人的動作范圍內(nèi)，必須有沿軸線前后方向的移動空間，空間利用率較低。

3.球面坐標(biāo)機(jī)器人。其空間位置分別由旋轉(zhuǎn)、擺動和平移3個自由度確定，動作空間形成球面的一部分。其機(jī)械手能夠作前后伸縮移動、在垂直平面上擺動以及繞底座在水平面上轉(zhuǎn)動。著名的Unimate就是這種類型的機(jī)器人。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小于直角坐標(biāo)和柱面坐標(biāo)機(jī)器人，但仍大于多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。

4.多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。由多個旋轉(zhuǎn)和擺動機(jī)構(gòu)組合而成。這類機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、工作空間大、動作最接近人的動作，對噴漆、裝配、焊接等多種作業(yè)都有良好的適應(yīng)性，應(yīng)用范圍越來越廣。不少著名的機(jī)器人都采用了這種型式，其擺動方向主要有鉛垂方向和水平方向兩種，因此這類機(jī)器人又可分為垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人和水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人。

垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人模擬了人類的手臂功能，由垂直于地面的腰部旋轉(zhuǎn)軸（相當(dāng)于大臂旋轉(zhuǎn)的肩部旋轉(zhuǎn)軸）帶動小臂旋轉(zhuǎn)的肘部旋轉(zhuǎn)軸以及小臂前端的手腕等構(gòu)成。手腕通常由2～3個自由度構(gòu)成。其動作空間近似一個球體，所以也稱多關(guān)節(jié)球面機(jī)器人。其優(yōu)點(diǎn)是可以自由地實現(xiàn)三維空間的各種姿勢，可以生成各種復(fù)雜形狀的軌跡。相對機(jī)器人的安裝面積．其動作范圍很寬。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度較低，動作的絕對位置精度磨較低。

水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)上具有串聯(lián)配置的二個能夠在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的手臂，其自由度可以根據(jù)用途選擇2～4個，動作空間為一圓柱體。水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是在垂直方向上的剛性好，能方便地實現(xiàn)二維平面上的動作，在裝配作業(yè)中應(yīng)用普遍。

三、焊機(jī)機(jī)器人的功能

1.尋位功能。端尋位功能對于公差較大或裝配精度較差的工件是必不可少的。尋位裝置有一個線包，可產(chǎn)生幾十V 電壓。尋位就是通過焊絲接觸工件發(fā)生瞬間短路，即機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)實際工件焊縫該點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，通過這種方式，機(jī)器人系統(tǒng)檢測多個點(diǎn)后，根據(jù)這幾個點(diǎn)進(jìn)行計算得出偏差值，用該偏差值修改原示教焊縫的位置數(shù)據(jù)，從而得出實際焊縫起始點(diǎn)的位置。

2.電弧跟蹤功能。在焊接機(jī)器人施焊過程中，由于焊接環(huán)境各種因素的影響，如加工誤差、夾具裝卡精度、表面狀態(tài)、飛濺和工件熱變形等，造成實際焊接路徑與原始示教路徑出現(xiàn)偏差，從而造成焊接質(zhì)量下降甚至失敗。電弧跟蹤功能就是通過測量焊接過程中焊接電流的變化，然后機(jī)器人自動計算焊接過程中因電弧擺動而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，得到焊縫確切的位置并修正焊接路徑。

3.電弧重起功能。具備由于工件受到意外情況熄弧后，能夠進(jìn)行預(yù)先設(shè)備次數(shù)的起弧動作的功能，從而減少暫停時間、提高生產(chǎn)效率。

4.焊炬恢復(fù)功能。焊炬恢復(fù)功能，就是對焊炬金屬線前端位置的偏移自動地在短時間內(nèi)進(jìn)行修正的一種功能。通過使用本功能，可以縮短停產(chǎn)時間，得到穩(wěn)定的焊接質(zhì)量。

5.數(shù)據(jù)庫功能。數(shù)據(jù)庫包括焊接專家數(shù)據(jù)庫和用戶自己編制的數(shù)據(jù)庫。功能強(qiáng)大的專家數(shù)據(jù)庫中包括待焊工件的焊縫形式，以及相應(yīng)的工藝參數(shù)。調(diào)用專家數(shù)據(jù)庫，大大簡化了示教工作量，提高工作效率。

用戶也可以根據(jù)自身工藝的需求對工藝參數(shù)表進(jìn)行調(diào)用或者修改，從而達(dá)到理想的效果。

6.多種形式的擺焊功能。對于中厚板來說，在手工焊接時一般都需要進(jìn)行擺動?，F(xiàn)階段焊接機(jī)器人也提供了多種形式的擺焊功能，如：SIN 形擺動、圓形擺動、八字形擺動等。在擺動參數(shù)的設(shè)定上，用戶可以自行定義擺動的振幅、頻率、橫擺端點(diǎn)處的停止時間等參數(shù)。

7.防碰撞功能。放碰撞功能是指能夠防止由于操作地不合理，導(dǎo)致機(jī)器人的各個關(guān)節(jié)與工件或者變位機(jī)等相撞的功能。另外，根據(jù)實際焊接條件，可以選擇變位機(jī)空轉(zhuǎn)回避功能、再生暫時停止自動恢復(fù)功能、噴嘴接觸回避功能等。

四、焊接裝備

焊接裝備包括焊接電源、送絲裝置兩部分。焊機(jī)優(yōu)先選用數(shù)字化逆變脈沖焊機(jī)、數(shù)字化逆變焊機(jī)，其焊接性能優(yōu)越、焊接質(zhì)量好，飛濺少。送絲裝置包括送絲機(jī)、送絲軟管和焊槍三部分?；『笝C(jī)器人的送絲穩(wěn)定性關(guān)系到焊接能否穩(wěn)定進(jìn)行。送絲機(jī)根據(jù)安裝位置不同可分為一體式與分離式。一體式是將送絲機(jī)安裝在機(jī)器人的上臂的后面上面與機(jī)器人組成一體的方式。分離式是將送絲機(jī)與機(jī)器人分開安裝的方式。一體式送絲機(jī)送絲阻力小，送絲穩(wěn)定性好，不利于更換焊槍。分離式可以自動變化焊槍（變換焊絲直徑或種類），送絲穩(wěn)定性較差。送絲軟管的選擇應(yīng)具備送絲、導(dǎo)電、輸氣和通冷卻水一體化功能。焊槍大多是采用鵝頸式焊槍，彎曲角一般小于45°，可根據(jù)工件特性選擇不同角度的焊槍。焊槍的把持架上必須配有放碰撞傳感器。

結(jié)束語：根據(jù)焊接工況，選擇合適的焊接機(jī)器人，使焊接機(jī)器人發(fā)揮更大的效用，將大幅提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)：

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2 李,于中濤.焊接機(jī)器人在工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)用[J]. 金屬加工. 2008,(18): 43-45.

3 馬蓉,李春亮,覃劍.焊接機(jī)器人在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用與研究[A].第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C].2011

篇10

【Abstract】One of the main technical problems of arc welding robots is ensuring the consistency of the parts welding. When the weld joint position changes for various reasons， it is necessary to use the sensor to help the arc welding robot to locate the joint. This paper mainly introduces the method to improve the tracking precision of arc welding robot， that is to increase the arc welding process tracking， using "wall designated" function to adjust the system parameters to improve the current， assembling quality， reasonably increase the sensing order， increase the "correct sensing" command， so as to improve the tracking precision and welding quality of the arc welding robot .

【關(guān)鍵詞】弧焊機(jī)器人；電弧跟蹤；精度；技術(shù)研究

【Keywords】arc welding robot ； arc tracking； precision ； technical research

【中圖分類號】TP242；TG409 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0182-02

1 引言

弧焊機(jī)器人設(shè)備具有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接效率高、可持續(xù)作業(yè)等特點(diǎn)，近幾年發(fā)展迅速，已廣泛運(yùn)用于橋梁、建筑鋼結(jié)構(gòu)、工程機(jī)械、造船等領(lǐng)域。

工程機(jī)械構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體型龐大，對焊接要求比較高，用焊接機(jī)器人編程時難度較大，在機(jī)器人焊接過程中容易出現(xiàn)跟蹤精度低下的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)焊縫焊偏的質(zhì)量缺陷，需要進(jìn)行人工返工返修，這樣不僅降低了生產(chǎn)效率，同時也嚴(yán)重影響了部件的焊接質(zhì)量，因此應(yīng)盡量避免焊接機(jī)器人出現(xiàn)焊偏的問題，這就需要我們進(jìn)一步研究影響弧焊機(jī)器人跟蹤精度的控制因素，并制定措施進(jìn)行改進(jìn)[1]。

各種焊接缺陷中，焊偏缺陷返修難度大，時間長，而焊偏問題與機(jī)器人跟蹤精度有密切的關(guān)系，下文將重點(diǎn)分析跟蹤精度偏低產(chǎn)生的原因，并提出提升弧焊機(jī)器人跟蹤精度的對策。

2 中厚板焊接機(jī)器人系統(tǒng)

目前我公司采用的焊接機(jī)器人系統(tǒng)為神戶集團(tuán)的電弧焊接機(jī)器人“ARCMAN系列”。機(jī)器人由本體、變位機(jī)、移動裝置、焊接裝置、控制系統(tǒng)組成。

3 弧焊機(jī)器人跟蹤系統(tǒng)介紹

在焊接過程焊槍會發(fā)生擺動，擺到兩側(cè)時由于干伸長變短導(dǎo)致電流增加，擺到中心時由于干伸長變長導(dǎo)致電流減小，電弧傳感器就是利用這個原理實現(xiàn)電弧跟蹤的。如果焊炬以焊縫為中心擺動，則擺到兩側(cè)時的干伸長是對稱的，電流波形也是對稱的，如果焊炬偏到某一側(cè)，則該側(cè)的干伸長變短電流較大，另外一側(cè)的干伸長變長電流較小，兩邊電流波形不對稱，系統(tǒng)據(jù)此可判斷出焊炬已經(jīng)偏離焊縫中，然后再據(jù)此調(diào)節(jié)焊炬位置使焊炬回到焊縫中心位置。

4 提高電弧跟蹤精度措施

電弧跟蹤與編程質(zhì)量、保護(hù)氣體種類、焊絲種類、焊絲直徑、焊絲伸出長度、焊接源種類、坡口形式、母材材質(zhì)、各種焊接條件、機(jī)器人命令選擇等有密切的關(guān)系，因此只要上述一個條件改變，都會造成電弧跟蹤性能變化。因此，必須進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，通過穩(wěn)定的焊接條件保證電弧的跟蹤精度。

4.1 焊接程序命令選擇

弧焊機(jī)器人編程過程，需要添加合適的編程命令以提高電弧跟蹤精度。

4.1.1 電弧傳感命令

電弧傳感功能是在焊接中自動檢測焊接線的位置，追蹤位置偏移的功能，在電弧傳感中有焊接線跟蹤和坡口幅度跟蹤，因此增加電弧傳感功能，可以在很大程度上保證電弧跟蹤的準(zhǔn)確性。

為了使電弧傳感功能起作用，必須設(shè)定自動條件命令或者數(shù)據(jù)庫的呼出命令。電弧傳感功能在設(shè)定自動條件命令或者數(shù)據(jù)庫呼出命令時，通過選擇“電弧傳感 有效”變?yōu)橛行А?/p>

在程序中增加“電弧傳感命令”，這種功能是在焊接中自動檢測焊接線位置，追蹤位置偏移的功能，主要分為左右方向跟蹤和上下方向跟蹤[2]。

但是，通過呼出數(shù)據(jù)庫或者自動條件命令進(jìn)行個別設(shè)定的時候，必須設(shè)定擺動條件。

4.1.2 傳感糾正量的反映功能

傳感糾正量的反映功能，是通過取得已經(jīng)存的傳感功能檢測到的位置偏移糾正量，將此糾正量在任意的步驟反映的功能。其可以取得3方向傳感、焊接長傳感、圓弧傳感、開始點(diǎn)傳感（包含多點(diǎn)/間隙/焊絲探測的各傳感）的傳感糾正量?？梢匀〉玫膫鞲屑m正量，僅為機(jī)器人前端的XYZ成分，不包括焊槍姿勢。

特別是對于不規(guī)則水平角焊且焊接精度要求高的情況下，雖然在開始點(diǎn)增加了“三方向傳感”甚至“焊接接觸傳感”命令確定了焊縫中心位置，但是在焊接過程由于物料的尺寸偏差、焊接變形及本身拼搭差異導(dǎo)致在焊接中途出現(xiàn)跟蹤不良問題，此時需要在焊縫多點(diǎn)處增加“傳感糾正量取得命令”。

4.2 焊接參數(shù)調(diào)整

4.2.1 電流調(diào)整

弧焊機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的參數(shù)只針對目前所采用的焊接工藝，一旦焊接工藝改變就需要重新計算焊接電流參數(shù)，使其與目前的焊接條件相匹配，否則在焊接過程就容易出現(xiàn)跟蹤精度偏低以及焊接參數(shù)示教設(shè)定與實際顯示不一樣的問題。

電流調(diào)整過程需要在焊接工藝更改之后批量生產(chǎn)之前進(jìn)行，測試的電流范圍可以根據(jù)機(jī)器人焊接過程實際需求的電流值，一般情況為（100～420）A開展，得出焊接電流調(diào)整值，運(yùn)用電流調(diào)整軟件（廠家提供）計算出相應(yīng)的參數(shù)及調(diào)整曲線，輸入示教器建立新的參數(shù)庫。

電流調(diào)整在很多情況下并非一次就能調(diào)整成功，需要多次調(diào)整后跟蹤效果，直到參數(shù)穩(wěn)定為止。

4.2.2 跟蹤偏置調(diào)整

焊縫跟蹤偏置調(diào)整是調(diào)整跟蹤精度的一個參數(shù)，對電弧傳感的位置偏移檢測精度時設(shè)定的命令。在進(jìn)行跟蹤偏置調(diào)整時，并非偏置參數(shù)越大越好，因為參數(shù)大精度高，相應(yīng)的會出現(xiàn)焊縫蛇形問題，因此偏置值需要根據(jù)具體情況設(shè)定，并且經(jīng)過多次調(diào)整試驗后確定最佳值，不可太大也不可太小。

4.2.3 干伸長度調(diào)整參數(shù)

觀察機(jī)器人焊接過程，保證干伸長度為（22～25）mm。焊接機(jī)器人都有電弧上下方向跟蹤，如果開啟電弧跟蹤功能仍不能滿足干伸長度要求時，就需要重新對其做電流調(diào)整或者更改焊接機(jī)器人干伸長度調(diào)整參數(shù)。

4.2.4 其他參數(shù)調(diào)整

其實在焊接過程任何不合理的設(shè)定焊接參數(shù)都有可能會影響到電弧跟蹤精度，如焊接電流/電壓，焊接電流、電壓過高的話，會有電弧傳感誤動作的情況。相反，過低的話，電弧不穩(wěn)定，具有焊p蛇形的可能性，因此需要合理設(shè)置焊接電流電壓。另外是焊接速度/擺動次數(shù)，電弧傳感的追蹤范圍是，焊接速度越快、擺動次數(shù)越少越狹窄，而焊接速度越慢擺動次數(shù)越多越寬。

5 結(jié)語

通過以上改進(jìn)方法，弧焊機(jī)器人電弧跟蹤精度得到明顯提升，避免出現(xiàn)跟蹤不良導(dǎo)致焊接質(zhì)量問題，提高了生產(chǎn)效率，提升了我公司生產(chǎn)工程機(jī)械的市場競爭力。

【參考文獻(xiàn)】