弧焊機(jī)器人與焊接編程概述

項(xiàng)目4

弧焊機(jī)器人與焊接編程【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識目標(biāo)1．掌握機(jī)器人運(yùn)動指令及其應(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．理解兩臺機(jī)器人之間的通訊關(guān)系（I/O信號）及應(yīng)用；技能目標(biāo)1．通過示教器能編輯弧焊指令。2．通過直線及圓弧焊接指令會編輯平面堆焊的焊接程序，并會按要求運(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)1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)，并配有焊縫自動跟蹤和熔池控制等功能，可對環(huán)境的變化進(jìn)行一定范圍的適應(yīng)性調(diào)整。【知識準(zhǔn)備】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4-1典型的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成二、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)動及定位另外還包括三個(gè)焊接參數(shù)：sm(seam)，wd(weld)，Wv(weave)。（１）ArcL（直線焊接，LinearWelding）直線弧焊指令，類似于MoveL，包含如下３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）ArcC（圓弧焊接CircularWelding）圓弧弧焊指令，類似于MoveC，包括３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)。弧焊參數(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）Seam1（弧焊參參數(shù)Seamdata）弧焊參參數(shù)的的一種種，定定義起起弧和和收弧弧時(shí)的的焊接接參數(shù)數(shù)，含含義見見表4-1。表4-1定義焊焊接時(shí)時(shí)起弧弧和收收弧的的焊接接參數(shù)數(shù)弧焊參數(shù)(指令)指令定義的參數(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(弧焊參參數(shù)Welddata)弧焊參參數(shù)的的一種種，定定義焊焊接參參數(shù),含義見見表4-2。表4-2定義焊焊縫的的焊接接參數(shù)數(shù)弧焊參數(shù)(指令)指令定義的參數(shù)Weave_shape焊槍擺動類型0無擺動1平面鋸齒型擺動2空間V字型擺動3空間三角形型擺動Weave_type機(jī)器人擺動方式0機(jī)器人所有的軸均參與擺動1僅手腕參與擺動Weave_length擺動一個(gè)周期的長度Weave_width擺動一個(gè)周期的寬度Weave_height空間擺動一個(gè)周期的高度（5）Weave1(弧焊參參數(shù)Weavedata)弧焊參參數(shù)的的一種種，定定義擺擺動參參數(shù)，，含義義見表表4-3。表4-3定義擺擺動焊焊時(shí)的的擺動動參數(shù)數(shù)（6）\On：可選參參數(shù)，，令焊焊接系系統(tǒng)在在該語語句的的目標(biāo)標(biāo)點(diǎn)到到達(dá)之之前，，依照照seam參數(shù)中中的定定義，，預(yù)先先啟動動保護(hù)護(hù)氣體體，同同時(shí)將將焊接接參數(shù)數(shù)進(jìn)行行數(shù)模模轉(zhuǎn)換換，送送往焊焊機(jī)。。（7）\Off：可選參參數(shù)，，令焊焊接系系統(tǒng)在在該語語句的的目標(biāo)標(biāo)點(diǎn)到到達(dá)之之時(shí)，，依照照seam參數(shù)中中的定定義，，結(jié)束束焊接接過程程。三、弧弧焊指指令的的應(yīng)用用1．編寫寫弧焊焊程序序語句句1）操縱縱機(jī)器器人定定位到到所需需位置置。2）切換換到編編程窗窗口，，IPL1：Motion&Process。3）選擇擇ArcL或ArcC，出現(xiàn)現(xiàn)如圖圖4-2所示的的編輯輯窗口口。確確認(rèn)后后指令令將被被直接接插入入程序序，指指令中中的焊焊接參參數(shù)仍仍然保保持上上一次次編程程時(shí)的的設(shè)定定。圖4-2弧焊指指令編編輯窗窗口4）修改改焊接接參數(shù)數(shù)，例例如seam1。選中該該參數(shù)數(shù)并按按“Enter”鍵，出出現(xiàn)如如圖4-3所示的的窗口口，剛剛才被被選中中的參參數(shù)前前有一一個(gè)““？””，窗窗口的的下半半部分分列出出了所所有可可選的的該類類型的的參數(shù)數(shù)。選選中需需要的的參數(shù)數(shù)或新新建一一個(gè)，，按““Enter”鍵后即即完成成對該該參數(shù)數(shù)的替替換。。按Next功能鍵鍵可令令“？？”移移動到到下一一個(gè)參參數(shù)。。最后后按““OK””功能鍵鍵確認(rèn)認(rèn)。圖4-3焊接參參數(shù)修修改窗窗口2．典型型焊接接語句句示例例ArcL\0nP1,V100,Seam1,Weld1,Weave1,fine,Gun1通常，，程序序中顯顯示的的是參參數(shù)的的簡化化形式式，如如sm1、wd1及wv等。句中：：ArcL\0n直線移移動焊焊槍（（電弧?。?，預(yù)先先啟動動保護(hù)護(hù)氣。。P1目標(biāo)點(diǎn)點(diǎn)的位位置，，同普普通的的Move指令。。v100單步（（FWD）運(yùn)行行時(shí)，，焊槍槍的速速度，，在焊焊接過過程中中為Weld_speed所取代代。Finezonedata，同普普通的的Move指令，，但焊焊接指指令中中一般般均用用fine。gun1：tooldata，同普普通的的Move指令，，定義義工具具坐標(biāo)標(biāo)系參參數(shù)，，一般般不用用修改改。3．典型型焊縫縫程序序示例例機(jī)器人人運(yùn)行行軌跡跡與焊焊縫示示意圖圖如圖圖4-4所示，，機(jī)器器人從從起始始點(diǎn)P10運(yùn)行到到點(diǎn)P20，并從從此處處起弧弧開始始焊接接，焊焊接到到P80熄弧，，停止止焊接接，但但機(jī)器器人繼繼續(xù)運(yùn)運(yùn)行到到P90，停止止移動動。圖4-4機(jī)器人人運(yùn)行行軌跡跡與焊焊縫示示意圖圖程序如如下：：MoveJP10，V100，z10，torch；ArcL\OnP20，V100，sm1，wd1，wv1，fine，torch；ArcCP30，P40，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcLP50，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcCP60，P70，V100，sm1，wd2，wv1，z10，torch；ArcL\OffP80，V100，sm1，wd2，wv1，fine，torch；MoveJP90，V100，z10，torch。任務(wù)務(wù)2平板板堆堆焊焊焊焊接接與與編編程程使用用機(jī)機(jī)器器人人焊焊接接專專用用指指令令，，設(shè)設(shè)置置合合適適的的焊焊接接參參數(shù)數(shù)，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)平平板板堆堆焊焊焊焊接接過過程程。。任務(wù)務(wù)要要求求用用CO2焊在在低低碳碳鋼鋼表表面面平平敷敷堆堆焊焊不不同同寬寬度度的的焊焊縫縫，，練練習(xí)習(xí)各各種種焊焊接接參參數(shù)數(shù)的的選選擇擇。?！局R識準(zhǔn)準(zhǔn)備備】一、、CO2焊工工藝藝及及焊焊前前準(zhǔn)準(zhǔn)備備1．CO2焊工工藝藝特特點(diǎn)點(diǎn)CO2焊工工藝藝一一般般包包括括短短路路過過渡渡和和細(xì)細(xì)滴滴過過渡渡兩兩種種。。短路路過過渡渡工工藝藝采采用用細(xì)細(xì)焊焊絲絲、、小小電電流流和和低低電電壓壓。。焊焊接接時(shí)時(shí)，，熔熔滴滴細(xì)細(xì)小小而而過過渡渡頻頻率率高高，，飛飛濺濺小小，，焊焊縫縫成成形形美美觀觀。。短短路路過過渡渡工工藝藝主主要要用用于于焊焊接接薄薄板板及及全全位位置置焊焊接接。。細(xì)滴滴過過渡渡工工藝藝采采用用較較粗粗的的焊焊絲絲，，焊焊接接電電流流較較大大，，電電弧弧電電壓壓也也較較高高。。焊焊接接時(shí)時(shí)，，電電弧弧是是連連續(xù)續(xù)的的，，焊焊絲絲熔熔化化后后以以細(xì)細(xì)滴滴形形式式進(jìn)進(jìn)行行過過渡渡，，電電弧弧穿穿透透力力強(qiáng)強(qiáng)，，母母材材熔熔深深大大。。細(xì)細(xì)滴滴過過渡渡工工藝藝適適合合于于中中厚厚板板焊焊件件的的焊焊接接。。CO2焊的的焊焊接接參參數(shù)數(shù)包包括括焊焊絲絲直直徑徑、、焊焊接接電電流流、、電電弧弧電電壓壓、、焊焊接接速速度度、、保保護(hù)護(hù)氣氣流流量量及及焊焊絲絲伸伸出出長長度度等等。。如如果果采采用用細(xì)細(xì)滴滴過過渡渡工工藝藝進(jìn)進(jìn)行行焊焊接接，，電電弧弧電電壓壓必必須須選選取取在在34～45V的范范圍圍內(nèi)內(nèi)，，焊焊接接電電流流則則根根據(jù)據(jù)焊焊絲絲直直徑徑來來選選擇擇，，對對于于不不同同直直徑徑的的焊焊絲絲，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)細(xì)細(xì)滴滴過過渡渡的的焊焊接接電電流流下下限限是是不不同同的的，，見見表表4-4。焊絲直徑/mm電流下限/A電弧電壓/V1.230034～451.64002.05004.0750表4-4細(xì)滴滴過過渡渡的的電電流流下下限限及及電電壓壓范范圍圍焊絲直徑/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)1.230034～4540～6025～502．焊焊前前準(zhǔn)準(zhǔn)備備工件件材材料料：：低低碳碳鋼鋼工件件尺尺寸寸（（mm）：：300××400××10CO2氣體體純純度度：：99.5%以上上焊接接參參數(shù)數(shù)：：見見表表4-5。表4-5平板板堆堆焊焊焊焊接接參參數(shù)數(shù)二、、編編程程與與焊焊接接ABB弧焊焊機(jī)機(jī)器器人人系系統(tǒng)統(tǒng)帶帶外外部部軸軸（（變變位位機(jī)機(jī)））和和卡卡具具。。1）工工件件安安裝裝與與卡卡緊緊使用用平平板板焊焊接接卡卡具具，，將將工工件件安安放放在在卡卡具具上上，，卡卡緊緊。。2）新新建建程程序序打開開程程序序編編輯輯器器，，新新建建程程序序3）確確定定引引弧弧點(diǎn)點(diǎn)手動動操操縱縱焊焊接接機(jī)機(jī)器器人人，，使使焊焊絲絲對對準(zhǔn)準(zhǔn)工工件件上上引引弧弧點(diǎn)點(diǎn)，，選選擇擇ArcL\On。4）修修改改焊焊接接參參數(shù)數(shù)按表表4-5選擇擇和和修修改改各各項(xiàng)項(xiàng)焊焊接接參參數(shù)數(shù)。。5）確確定定熄熄弧弧點(diǎn)點(diǎn)手動動操操縱縱焊焊接接機(jī)機(jī)器器人人定定位位到到工工件件上上熄熄弧弧位位置置，，選選擇擇ArcL\Off。6）焊焊槍槍回回原原位位或或規(guī)規(guī)定定位位置置手動動操操縱縱焊焊接接機(jī)機(jī)器器人人使使焊焊槍槍回回到到原原始始位位置置或或者者規(guī)規(guī)定定位位置置。。7）運(yùn)運(yùn)行行程程序序先空空載載運(yùn)運(yùn)行行所所編編程程序序，，再再進(jìn)進(jìn)行行焊焊接接。。三、、手手動動調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)1．Processblocking禁止止在空空載載運(yùn)運(yùn)行行或或調(diào)調(diào)試試焊焊接接程程序序時(shí)時(shí)，，需需要要使使用用禁禁止止焊焊接接功功能能；；或或者者禁禁止止其其他他功功能能，，如如禁禁止止焊焊槍槍擺擺動動等等。。方法法是是：：選擇擇““Arcweld””，，進(jìn)進(jìn)入入““Blocking””窗窗口口，，如如圖圖4-5所所示示；；在在窗窗口口的的下下半半部部分分列列出出了了可可被被禁禁止止的的功功能能，，用用光光標(biāo)標(biāo)選選中中即即可可。。選““Block””功功能能鍵鍵以以禁禁止止該該功功能能，，按按““Cancel””/功功能能鍵鍵恢恢復(fù)復(fù)，，按按OK功功能能鍵鍵確確認(rèn)認(rèn)。。圖4-5禁止止功功能能選選擇擇2．Manualwirefeed手動送絲絲在確定引引弧位置置時(shí)，常常常要使使焊絲有有合適的的伸出長長度并與與工件輕輕輕接觸觸，故需需要使用用手動送送絲功能能。方法如下下：選擇“Arcweld”進(jìn)入“Manualwirefeed””窗口，如如圖4-6所示。按住“Fwd””功能鍵，，焊絲會會以50mm/s的速度送送出；松松開“Fwd””功能鍵，，送絲即即停止。。按“OK”功能鍵確確認(rèn)關(guān)閉閉窗口。。圖4-6手動送絲絲3．Manualgason/off手動控制制保護(hù)氣氣保護(hù)氣的的流量對對焊接質(zhì)質(zhì)量有重重要影響響，焊接接時(shí)的保保護(hù)氣流流量必須須在焊前前準(zhǔn)備過過程中調(diào)調(diào)節(jié)好。。方法是：：選擇“Arcweld”進(jìn)入Gason/off窗口，如如圖4-7所示。按住“Gason””功能鍵，，保護(hù)氣氣氣路的的電磁氣氣閥被打打開，焊焊槍中有有保護(hù)氣氣送出；；松開““Gason””功能鍵，，氣路被被切斷，，終止送送氣。按按“OK”功能鍵確確認(rèn)并關(guān)關(guān)閉該窗窗口圖4-7手動控制制保護(hù)氣氣小貼士焊接編程技巧巧1)選擇合理理的焊接順序序，以減小焊焊接變形，縮縮短焊槍行走走路徑長度。。2)焊槍過渡渡時(shí)，應(yīng)使其其移動軌跡較較短、平滑、、安全。3)優(yōu)化焊接接參數(shù)。為了了獲得最佳的的焊接參數(shù)，，應(yīng)制作工藝藝試板進(jìn)行焊焊接試驗(yàn)和工工藝評定4)合理確定變位位機(jī)位置和焊焊槍姿態(tài)。工工件在變位機(jī)機(jī)上夾緊之后后，若焊縫不不是理想的位位置與角度，，就要求編程程時(shí)不斷調(diào)整整變位機(jī)，使使焊縫按照焊焊接順序逐次次達(dá)到水平位位置。同時(shí)，，要不斷調(diào)整整機(jī)器人各軸軸，合理地確確定焊槍姿態(tài)態(tài)和焊絲伸出出長度。5)及時(shí)插入清槍槍程序。編寫寫一定長度的