機器人火焰切割技術(shù)在軌道車輛制造中的應用

機器人火焰切割技術(shù)在軌道車輛制造中的應用

施子婧【摘

要】隨著對軌道車輛質(zhì)量要求的不斷提高，機器人火焰切割技術(shù)做為一種重要的加工手段，近幾年在軌道車輛制造中獲得應用。機器人火焰切割技術(shù)具有精度高、柔性強、加工范圍廣等優(yōu)勢，廣泛應用于各行各業(yè)，其中，機器人火焰切割技術(shù)在軌道車輛制造中榫頭切割中發(fā)揮了強大的優(yōu)勢?！綤ey】機器人;切割;軌道車輛1.機器人火焰切割機器人切割技術(shù)的優(yōu)點機器人火焰切割技術(shù)作為一種金屬加工技術(shù)，主要具有以下優(yōu)點：①精度高。機器人火焰切割精度主要由火焰切割精度和機械手運動精度決定。一般情況下，火焰切割的火焰定位精度在±0.05mm，可保證重要尺寸精度在0.1～0.5mm，機械手的重復運動精度一般情況下為0.1～0.2mm左右，因此，機器人火焰切割精度可達到±（0.2～0.7）mm。②柔性強。機器人火焰切割具有三維和二維切割的功能，可以進行二、三維切割。同時，可以進行板材、線材，管材以及型鋼等進行切割加工，滿足軌道車輛各種所需切割工件的切割工藝，切割軌跡采用機器人可編程控制來進行程序控制，因此可以進行多種產(chǎn)品的加工，具有較強的柔性。③加工范圍廣?？梢酝瓿蓮碗s工件的加工。由機械人的允許軌跡再附加機械人軌道運動和工作臺運動，從而構(gòu)成復雜的空間運動，因此空間方位和可達的范圍廣，可以加工各種復雜的三維工件，可保證軌道車輛各型工件加工。④工作效率快。比起傳統(tǒng)的手工切割技術(shù)，機器人工作效率明顯提升。由于機器人日常維護保養(yǎng)得當，可連續(xù)不間斷作業(yè)，從而加快生產(chǎn)節(jié)奏，提高工作效率。由于上述優(yōu)點，機器人火焰切割技術(shù)在軌道車輛行業(yè)中獲得應用不是偶然，正是因為它有著自己獨特的優(yōu)勢，能高效提升車輛制造質(zhì)量和效率，才使得機器人火焰切割技術(shù)的使用越來越廣泛。2.機器人榫頭切割機機器人榫頭切割機是軌道車輛制造中機器人火焰切割技術(shù)應用現(xiàn)狀之一。目前在軌道車輛制造中，軌道車輛制造廠家廣泛采用了火焰加工和機器人技術(shù)，其中機器人榫頭切割機為機器人火焰切割技術(shù)的成功應用開啟了先路。其主要用于車架邊橫梁、橫梁的榫頭切割加工。由于采用機器人火焰切割技術(shù)，代替了原來傳統(tǒng)的手工火焰切割榫頭的落后工藝，提高了工件的切割精度和一致性，保證了質(zhì)量并且提高了作業(yè)效率，并在一定程度上降低了工作危險系數(shù)，改善了勞動環(huán)境，推動了切割技術(shù)的進步，具有較大的進步意義。機器人榫頭切割設(shè)備加工的產(chǎn)品示例如圖1所示。3.機器人火焰切割技術(shù)機器人火焰切割技術(shù)涉及機器人技術(shù)和火焰切割技術(shù)，在軌道車輛制造中應用該技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，除考慮產(chǎn)品特點、產(chǎn)能和相關(guān)設(shè)備、機器人設(shè)備的技術(shù)要求外，主要應解決以下幾方面的技術(shù)問題。（1）選擇合適的機器人和火焰切割氣。一般根據(jù)產(chǎn)品的形狀、尺寸和機器人的性能綜合選擇合適的機器人規(guī)格，以滿足切割軌跡的需要。當機器人運動軌跡受限，無法滿足切割需要時，可以增加機器人自身的軌道運動和工作臺的運動來實現(xiàn)?；鹧媲懈顨獾闹饕x擇根據(jù)是切割的材料情況、切割速度要求、切割成本等因素綜合考慮。切割機器人與火焰切割氣體分別如圖2、圖3所示。（2）除塵。由于切割軌跡是空間的，切割火焰朝向是多方位的，因此切割時產(chǎn)生的煙塵和熔渣會沿各方位散落，在生產(chǎn)場地空間條件允許的情況下，為防止環(huán)境污染，切割空間最好封閉處理，同時在割頭處或上部設(shè)置排煙除塵系統(tǒng)。（3）延續(xù)性工作平臺。為提高設(shè)備利用效率和提高生產(chǎn)效率，工作臺應采用延續(xù)性工作平臺，實現(xiàn)邊上料邊切割加工的工序延續(xù)性。延續(xù)性工作平臺方式因需求而異，可根據(jù)使用現(xiàn)場確定，以榫頭切割機為例，現(xiàn)場采用滾輪輸送平臺完成邊上料邊切割的延續(xù)性工序。（4）編程系統(tǒng)。編程系統(tǒng)必須便于編程和程序處理，能夠進行離線編程和示教編程。必須有軌跡碰撞模擬系統(tǒng)，防止機器人運動時發(fā)生碰撞。（5）切割狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。條件允許下，安裝切割狀態(tài)的實時監(jiān)控顯示系統(tǒng)，可對切割的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，同時防止人直接查看產(chǎn)生光線視覺損傷。（6）切割廢料回收裝備。切割工序完成后，產(chǎn)生的廢料可以采用人工或自動回收。如傳送帶回收、料箱回收等。（7）安全光柵保護系統(tǒng)。在場地允許情況下。設(shè)備的工作區(qū)域內(nèi)應設(shè)置光柵保護系統(tǒng)，防止人身傷害和碰撞。一般設(shè)置在工作臺前的上、下料操作區(qū)域。（8）切割定位工裝。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和切割部位細節(jié)設(shè)計合理的切割定位工裝，保證切割質(zhì)量。工裝要有型面定位、快速夾緊裝置等機構(gòu)。4.結(jié)語機器人火焰切割技術(shù)是機器人和火焰切割技術(shù)的集成，隨著軌道車輛制造技術(shù)的飛速發(fā)展，機器人火焰切割技術(shù)已經(jīng)成為軌道車輛制造的一種重要技術(shù)，對提高車