什么是機器人焊接,其工作原理是什么?
作者:小編 時(shí)間:2024/8/9 10:30:36
制造商越來(lái)越多地轉向機器人焊接,它通常結合六軸機器人、焊槍、傳感器和控制/編程軟件,以執行可重復的焊接任務(wù)。
許多行業(yè)的企業(yè)都面臨著(zhù)前所未有的焊工短缺問(wèn)題。 包括美國焊接協(xié)會(huì )在內的貿易團體認為,到 2024 年,焊工短缺將達到 375,000 至 400,000 名。
“機器人焊工”是解決該問(wèn)題的部分方法,因為它們精確并提供可靠、可重復的焊接結果,同時(shí)可以減少工藝浪費、提高工作效率。
什么是機器人焊接
從歷史上看,機器人焊接臂僅限于大批量、高度重復的應用,例如大規模車(chē)輛制造。 因為利用機器人進(jìn)行焊接作業(yè),其實(shí)需要大量工程師、花費大量時(shí)間進(jìn)行的軟件編程,才能將 CAD 數據設計轉化為焊接程序。 這項工作需要技術(shù)嫻熟的工程師人才隊伍,且需花費大量人工工時(shí)。在組裝階段,更要對焊接工件進(jìn)行嚴格的校準,才能開(kāi)啟機器人作業(yè)。
很多制造企業(yè)使用協(xié)作機器人,操作員在要焊接的區域周?chē)锢淼夭倏v機器人焊槍?zhuān)纬梢欢ㄜ壽E,然后這些軌跡被存儲起來(lái)、以供將來(lái)相同類(lèi)型的焊接任務(wù)使用。
這種相對勞動(dòng)密集型、對人才要求甚高的軟件編程工作,目前已發(fā)生了轉變。 減少手動(dòng)繪制焊縫、移動(dòng)和工藝編程的新技術(shù)開(kāi)始出現在市場(chǎng)上。 這為機器人焊接開(kāi)辟了一個(gè)全新的行業(yè)領(lǐng)域,為多批次、小批量的制造服務(wù)商提供了嶄新的低成本、高效率的解決方案。
當今的機器人焊接是一種用途廣泛的技術(shù),并不局限于某種焊接類(lèi)型。 根據配置,機器人焊接可用于許多焊接工藝,包括:
弧焊
電阻焊
點(diǎn)焊
TIG鎢極惰性氣體保護焊 (tungsten inert gas) 或稱(chēng) GTAW 鎢極氣體保護電弧焊 (gas tungsten arc welding)
MIG (metal inert gas welding 金屬惰性氣體保護焊) 或 GMAW (gas metal arc welding 熔化極氣體保護焊)
激光焊接
等離子焊接
制造商可以選擇使用::
多關(guān)節機器人 (Articulated robots)
六軸機器人
直角坐標機器人 Cartesian or Gantry robots
SCARA 平面多關(guān)節機器人
圓柱坐標機器人 Cylindrical robots
只要能給機器人配上焊接工具,就可以進(jìn)行機器人焊接。 兩種最流行的焊接機器人類(lèi)型是直角坐標機器人和多關(guān)節機器人(六軸)。 直線(xiàn)機器人在三個(gè)軸上移動(dòng),而關(guān)節機器人結合了三軸“手臂”和三軸“手腕”,它們像人的手臂和手腕一樣協(xié)同工作。
機器人焊接是如何工作的?
一般來(lái)說(shuō),機器人焊接系統包含三個(gè)主要組成部分:
機器人/機械臂
焊接設備,如焊槍
焊接軟件,如編程軟件、傳感器、控制系統等。
通常,首先要焊接在一起的一個(gè)或多個(gè)零件必須放置在夾具或夾具中。為了獲得最大效率,夾具可以自動(dòng)旋轉或關(guān)閉,這樣人類(lèi)操作員可以在機器人焊接第一組零件時(shí)準備一組新零件。
在軟件(通常是計算機數控或 CNC 系統)的引導下,機械臂然后移動(dòng)到預編程的位置并按照指定創(chuàng )建焊縫。許多機器人焊接系統每分鐘能夠進(jìn)行超過(guò) 30 次焊接?;蛘吒?。
實(shí)際的焊接過(guò)程從電源開(kāi)始,電源為焊炬提供電力。在電弧焊中,電流產(chǎn)生高達 3,600°C / 6,500°F 的溫度,熔化實(shí)心電極絲和零件的金屬,將兩個(gè)零件連接起來(lái),然后在冷卻后凝固成牢固牢固的結合.電極絲由自動(dòng)送料機輸送到焊接點(diǎn)。
傳感器還可以將有關(guān)焊接過(guò)程和零件幾何形狀的信息傳送回軟件或控制系統,以便它可以實(shí)時(shí)調整機器人的運動(dòng)。在焊接之間,機器人設備還可以將其焊炬移動(dòng)到單獨的區域以清除飛濺物。
機器人焊接是一個(gè)完全自動(dòng)化的過(guò)程嗎?
機器人焊接不是一個(gè)完全自動(dòng)化的過(guò)程??赡苋孕枰斯げ僮鲉T更換進(jìn)料器中的電線(xiàn)供應、將零件放置在夾具中或監督過(guò)程。在許多情況下,人類(lèi)操作員還負責對機器人進(jìn)行編程,盡管這種情況正在發(fā)生變化。
機器人焊接的應用
機器人焊接廣泛用于重工業(yè)應用。同樣,它最常用于不需要高技能專(zhuān)業(yè)人員的應用,例如短焊縫和不需要連續實(shí)時(shí)調整的可預測焊縫。大多數應用是大批量、大規模生產(chǎn)的裝配線(xiàn)。然而,新的編程解決方案使使用機器人焊接進(jìn)行小批量作業(yè)在經(jīng)濟上變得可行。
以下是一些使用機器人焊接的流行示例:
1. 金屬制造。金屬制造行業(yè)服務(wù)于許多其他行業(yè),包括采礦、建筑、制造、船舶、汽車(chē)、航空航天和能源。焊接是金屬制造的關(guān)鍵工藝,機器人焊接可用于執行從鋼梁裝配到造船的任何任務(wù)。
2. 汽車(chē)。機器人焊接非常適合以快速生產(chǎn)為生的汽車(chē)行業(yè)。此外,汽車(chē)應用中的焊接與機器人的能力非常接近。以最小的變化重復進(jìn)行相同的焊接,焊接需要高精度,并且該過(guò)程可能涉及對操作人員構成威脅的條件。在汽車(chē)工業(yè)中,機器人焊接可用于連接車(chē)架上的零件、將電機連接到車(chē)輛、制造水泵或其他復雜的金屬零件,以及應用金屬緊固件。
3.鐵路。機器人焊接通常用于制造各種金屬墊,連接集裝箱車(chē)廂兩端的部件。鐵路制造商必須能夠為許多不同的客戶(hù)快速完成大量的軌道車(chē)輛訂單。機器人焊接系統可以針對這些墊板設計中的任何一種進(jìn)行預編程,從而使它們能夠在訂單到達時(shí)非常高效地工作。
正四方針對鋼結構,構造柱,起重機等長(cháng)直焊縫的場(chǎng)景需求,推出了移動(dòng)焊機機器人,能夠高效的發(fā)揮她在這些應用領(lǐng)域的焊機效率和質(zhì)量!
點(diǎn)擊了解:可自由移動(dòng)焊接機器人:提高焊接效率和品質(zhì)的新選擇