基于abb焊接機(jī)器人工作站的電梯焊接夾具設(shè)計(jì)

基于abb焊接機(jī)器人工作站的電梯焊接夾具設(shè)計(jì)

近年來(lái)，隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步和成熟，越來(lái)越多的公司使用工業(yè)機(jī)器人代替手動(dòng)焊接和加工。在焊接生產(chǎn)過(guò)程中,由于真正用于焊接的時(shí)間比較少,而超過(guò)2/3的時(shí)間主要用于備料、裝配等工作,進(jìn)而在一定程度上影響了焊接的生產(chǎn)速度,進(jìn)而難以適應(yīng)焊接機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)奏。為此,需要對(duì)機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高的焊接夾具裝備等加大推廣使用的力度。焊接夾具是保證焊接質(zhì)量的主要因素之一,是焊接工藝的重要組成部分,它可以確保焊接零件形狀、尺寸、精度符合產(chǎn)品圖樣技術(shù)要求。可以說(shuō),焊接夾具是構(gòu)成自動(dòng)化焊接的“核心”。因此,為滿(mǎn)足焊接零件的自動(dòng)化焊接要求,用最快最簡(jiǎn)單的方法設(shè)計(jì)最優(yōu)質(zhì)的焊接夾具勢(shì)在必行。1abb焊接機(jī)器人工作站介紹ABB焊接機(jī)器人工作站主要由主控制柜、機(jī)器人本體、清搶裝置、工位按鈕、配置焊機(jī)、示教器、氣動(dòng)工裝夾具等組成。2地板梁焊接結(jié)構(gòu)分析2.1支架焊接件焊縫地板橫梁組成,其是由地板橫梁、離合拉索支架、組合通管支架焊合件、水管安裝支架焊合件、地板橫梁支架焊合件(左)、地板橫梁支架焊合件(右)拼裝焊接而成,總共有焊縫18條。2.2缺陷的表現(xiàn)和缺陷所謂焊接性是指金屬適應(yīng)焊接加工,進(jìn)而形成完整的,同時(shí)具備一定使用性能的特性。對(duì)于金屬焊接性來(lái)說(shuō),其概念主要涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是在焊接加工中,金屬是否容易形成缺陷;二是在一定條件下,焊成的接頭可靠運(yùn)行的能力。通常情況下,在焊接過(guò)程中形成的缺陷包括:(1)氣孔,與深埋氣孔相比,焊縫表面或鄰近表面的氣孔更具危險(xiǎn)性,與單個(gè)氣孔相比,成串或密集氣孔更危險(xiǎn);(2)夾渣,材料的抗拉強(qiáng)度隨著夾渣或夾雜物截面積的增大而成比例降低,但是對(duì)屈服強(qiáng)度構(gòu)成的影響比較小;(3)幾何形狀造成的不連續(xù),咬邊,焊縫成型不良或燒穿等由幾何形狀造成的不連續(xù)性缺陷,一方面降低構(gòu)件的截面積,另一方面產(chǎn)生應(yīng)力集中;(4)未熔合和未焊透,與氣孔夾渣相比,未熔合和未焊透的危害性更大;(5)裂紋,對(duì)于焊接來(lái)說(shuō),裂紋是最危險(xiǎn)的缺陷。該焊接件屬于薄板焊接件,薄板對(duì)熱源極為敏感,并且一旦受熱極易變形,用傳統(tǒng)的矯正方法很難達(dá)到理想的效果。此特性決定了其焊接不能采用手工焊、埋弧焊等焊接方法,因其焊接殘余應(yīng)力過(guò)大,所以變形較大,因此不能滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求。氬弧焊雖能得到較好質(zhì)量的焊縫和外觀(guān),但焊接成本太高,生產(chǎn)效率較低,不利于結(jié)構(gòu)性薄板的批量焊接。采用氣動(dòng)夾緊工裝夾具配合機(jī)器人二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接方法,將需要焊接的零件按照裝配要求裝配夾緊在工裝上,并按焊接工藝調(diào)整好電流、電壓及機(jī)器人焊接時(shí)的焊接速度和擺動(dòng)幅度,既能克服手工焊、氬弧焊焊接方法的缺陷,又能滿(mǎn)足薄板結(jié)構(gòu)批量焊接的需求,焊縫質(zhì)量高、觀(guān)感質(zhì)量好,提高生產(chǎn)的效率。3焊接結(jié)構(gòu)的焊接工藝3.1焊接機(jī)器人溫度焊接方法:二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。焊接設(shè)備:ABB焊接機(jī)器人。焊接規(guī)范:(1)焊接電流:120-140A;(2)電壓:25-32V;(3)保護(hù)氣體:二氧化碳;(4)焊接預(yù)熱:無(wú)要求。3.2安裝支架焊合件、地板支架焊合件、梁端支架焊接焊接將地板橫梁、離合拉索支架、組合通管支架焊合件、水管安裝支架焊合件、地板橫梁支架焊合件(左)、地板橫梁支架焊合件(右)拼裝定位,按順序焊接,機(jī)器人焊接過(guò)程中需要轉(zhuǎn)動(dòng)工件到一定位置以方便焊接。4焊接和空氣服務(wù)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.1旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)焊接根據(jù)地板橫梁總成圖紙焊接要求,通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化,以及夾具的優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行綜合考慮,在焊接過(guò)程中需要翻轉(zhuǎn)零件以便焊接各連接零件,這就要求夾具能夠旋轉(zhuǎn),同時(shí)對(duì)定位的精確度進(jìn)行考慮,在裝配時(shí),要求定位器與夾緊器的銷(xiāo)孔相互配合。4.2夾具的結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)夾具進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí),一方面需要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置等連接成整體,另一方面考慮工件裝卸的方便性。因此,夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及焊接焊槍有沒(méi)有關(guān)涉的條件等,在一定程度上決定著夾具體的形狀和尺寸。根據(jù)上述要求,該零件的工裝設(shè)計(jì)分析如下:4.2.1雙u形塊的定位定位器是保證焊件在夾具中獲得正確裝配位置的零件和部件。地板橫梁是直徑為φ42×2.5的鋼管,根據(jù)其形狀定位可以用雙U形塊定位。在夾具上被定好位置的工件,必須進(jìn)行夾緊,否則無(wú)法維持它的即定位置,即始終使工件的定位基準(zhǔn)與定位元件緊密接觸。這樣就必須有夾緊裝置來(lái)完成這份工作,在夾緊時(shí)要使夾緊所需要的力應(yīng)能克服操作過(guò)程中產(chǎn)生的各種力,如工件的重力、慣性、因控制焊接變形而產(chǎn)生的拘束力等,考慮到減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,采用氣缸自動(dòng)夾緊。4.2.2支撐塊應(yīng)連接到地板梁，中間有孔，定位可以通過(guò)銷(xiāo)進(jìn)行離合拉索支架形狀為U,可以利用地板橫梁夾緊,不需要額外加夾緊裝置。4.2.3通方維板的焊接單元和方便條的焊接單元上有孔，可以通過(guò)該孔定位并擰緊由于水管安裝支架焊合件不用利用地板橫梁夾緊,需加夾緊氣缸。4.2.4地板橫向截面的焊接壁厚度為1.0mm，是薄膜。焊接時(shí)容易變形，焊接時(shí)需要擰緊多個(gè)間隙，以避免變形位置的定位可以利用地板橫梁支架焊合件上的孔來(lái)定位。4.2.5調(diào)整焊縫水平表面工件有焊縫在底部,焊接時(shí)候焊槍不方便伸進(jìn)去,且熔焊金屬流動(dòng)造成焊縫不均勻,因此采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),把焊縫調(diào)整到水平面上。4.3使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造設(shè)計(jì)根據(jù)前面的分析,編制設(shè)計(jì)方案書(shū),根據(jù)設(shè)計(jì)方案書(shū)的要求對(duì)夾具進(jìn)行各個(gè)零部件的設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中盡可能的使用標(biāo)準(zhǔn)件(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及公司標(biāo)準(zhǔn)),這樣能加快設(shè)計(jì)速度及制造速度,節(jié)約開(kāi)發(fā)成本和制造成本。5動(dòng)化焊接技術(shù)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和焊縫要求,在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接過(guò)程中,機(jī)器人編程和焊接需要不斷變換位置和姿勢(shì)才能實(shí)現(xiàn)焊接的連續(xù)性,真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接。焊接機(jī)器人在焊接時(shí)比手工焊有著更高的要求,需要考慮到機(jī)器人各軸的聯(lián)動(dòng)關(guān)系,同時(shí)還需要注意變換機(jī)器人姿勢(shì)、焊槍角度的過(guò)程中空間位置的合理性。根據(jù)廠(chǎng)家生產(chǎn)技術(shù)要求,結(jié)合工裝設(shè)計(jì)特點(diǎn),程序編程在滿(mǎn)足生產(chǎn)需求和焊縫質(zhì)量得到保證的前提下應(yīng)盡可能的減少時(shí)間,以此提高焊接生產(chǎn)效率。如:在機(jī)器人空運(yùn)過(guò)程中可以將移動(dòng)速度加大、以最小的變換姿勢(shì)焊接下一道焊縫,這些都有助于提高生產(chǎn)效率。6人工焊接的特點(diǎn)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)于焊接質(zhì)量,人們提出了更高的要求。自動(dòng)化生產(chǎn)在一定程度上要求減少人力,提高產(chǎn)品一致性,提高產(chǎn)品質(zhì)量,適合批量生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。進(jìn)行人工焊接時(shí)