導(dǎo)語：焊接機(jī)器人在側(cè)架支撐座焊接的運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】對(duì)IGM焊接機(jī)器人系統(tǒng)及其特點(diǎn)、K6側(cè)架支撐座焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做了簡單介紹，并結(jié)合焊接機(jī)器人的姿態(tài)控制和程序布點(diǎn)設(shè)置以及相關(guān)工藝要求，分析機(jī)器人應(yīng)用中存在的問題以及問題的來源，進(jìn)而提出有效解決措施。

【關(guān)鍵詞】焊接機(jī)器人；側(cè)架支撐座；焊接；應(yīng)用

1引言

轉(zhuǎn)向架由多個(gè)重要部件組成，其中包括交叉桿裝置，它的存在促進(jìn)了抗菱剛度的增強(qiáng)，而支撐座又是組成交叉桿的受力點(diǎn)，一般情況下通過焊接連接支撐座與側(cè)架，在車輛正常運(yùn)行下，焊縫需要承受的動(dòng)載荷較大，因此，這就對(duì)焊接的質(zhì)量提出了更高的要求。實(shí)行機(jī)器人焊接，如果不按照要求應(yīng)用焊接機(jī)器人，焊接過程中將會(huì)出現(xiàn)偏焊、氣孔、咬邊等現(xiàn)象，應(yīng)結(jié)合焊接機(jī)器人的特點(diǎn)，對(duì)焊接程序進(jìn)行合理編制，以確保焊接質(zhì)量。

2IGM焊接機(jī)器人系統(tǒng)及焊接特點(diǎn)

2.1焊接機(jī)器人系統(tǒng)。主要由焊接設(shè)備、控制系統(tǒng)、外部軸、機(jī)器人本體和軌道軸組成焊接機(jī)器人，如圖1所示。軌道軸主要包括Z、Y、X軸，它的作用是讓機(jī)器人順著Z、Y、X做直線運(yùn)動(dòng)；機(jī)器人本體是六軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)器人，且具有柔性，不僅能實(shí)現(xiàn)六軸聯(lián)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)，也可以做單軸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，焊槍還能順著圓點(diǎn)在空間位置內(nèi)做任意轉(zhuǎn)動(dòng)[1]。在各種運(yùn)動(dòng)方式的應(yīng)用下，機(jī)器人逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)焊槍姿態(tài)的調(diào)整以及對(duì)焊接動(dòng)作的完成；垂向旋轉(zhuǎn)與水平旋轉(zhuǎn)是外部軸的運(yùn)動(dòng)方式，外部軸的作用是與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)相配以及調(diào)整工件位置；計(jì)算機(jī)組合形成了控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)與人的大腦有異曲同工之處，主要通過發(fā)出指令，達(dá)到操控機(jī)器人的目的，讓機(jī)器人自動(dòng)調(diào)整參數(shù)、完成各項(xiàng)任務(wù)。產(chǎn)品的焊接質(zhì)量在很大程度上取決于焊接電源是否完好，特別是對(duì)機(jī)器人的焊接，IGM公司大多采用FroniusTPS系列焊接機(jī)作為焊接電源進(jìn)行機(jī)器人焊接，該系列焊接為逆變電源，具有智能化、數(shù)字化的特點(diǎn)。2.2焊接特點(diǎn)。焊接特點(diǎn)主要包括：1）焊接質(zhì)量穩(wěn)定。在對(duì)不規(guī)則或長焊縫進(jìn)行焊接時(shí)，利用手工焊焊接很難連續(xù)不斷弧，如果焊槍不斷抖動(dòng)，最后也很難成形，這種方式較容易被環(huán)境和人為因素所影響。而利用機(jī)器人進(jìn)行焊接，則不容易受到外界因素的影響，在對(duì)批量產(chǎn)品實(shí)施焊接時(shí)，因運(yùn)動(dòng)姿態(tài)與參數(shù)具有一致性，這也就確保了機(jī)器人焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。2）焊接位置最佳。利用機(jī)器人實(shí)施焊接時(shí)，機(jī)器人外部軸和本體進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，以此將工件安放在方便后期操作的位置上，在工件位置和焊槍角度相互配合下，呈現(xiàn)出最佳狀態(tài)。3）焊接效率高。利用機(jī)器人進(jìn)行焊接效率較高。焊接工作能夠持續(xù)不斷的開展，這樣不僅能避免消耗更多的工時(shí)，且能夠輸出較大熱量，加快焊接速度，縮短焊接時(shí)間；因最后成形的焊縫較好，也極大地減少了焊后清理工作[2]。

3K6側(cè)架支撐座焊接結(jié)構(gòu)

在左支撐座、保持環(huán)、右支撐座以及側(cè)架等部件的組合下，最終形成了K6側(cè)架。Q235鍛造件作為支撐座，B+鋼鑄造件作為側(cè)架。左右2種支撐座組合安裝在側(cè)架的安裝面上，由此和側(cè)架形成了4條焊縫。該焊縫為T型，由一圓弧段和兩直線段組成，從圖2可以看到，焊縫位置不處在同一平面上[3]。

4K6側(cè)架支撐座焊接程序編制

4.1焊接質(zhì)量要求。焊縫的縫腳約8mm，焊接質(zhì)量與GB47014—2011《焊接規(guī)程》要求相符，完成焊接24h后，再將磁粉懸浮在載液中進(jìn)行磁粉探傷[4]。4.2焊接程序編制分析。將側(cè)架垂直向上進(jìn)行擺放，這種方式下焊縫位置將不處在同一平面上，焊接過程中容易出現(xiàn)上坡焊或下坡焊的情況，進(jìn)而造成焊縫難以成形、溶合不良、溶深淺等現(xiàn)象。如果將側(cè)架按水平方向進(jìn)行擺放，焊縫位置將處在同一平面上，平角焊由此形成，但焊接過程中也容易出現(xiàn)焊縫凸起、咬邊、偏焊等現(xiàn)象[5]。而借助外部軸和機(jī)器人所具備的聯(lián)動(dòng)功能，采用工件的坐標(biāo)系，將支撐座與側(cè)架的焊縫轉(zhuǎn)動(dòng)到船型位置，然后進(jìn)行焊接，這樣呈現(xiàn)出的焊接接頭是平滑美觀的。組裝好支撐座的K6側(cè)架后，因裝配誤差和工件誤差的產(chǎn)生，可能會(huì)導(dǎo)致焊縫的實(shí)際位置與示教的編程步點(diǎn)出現(xiàn)一定偏差，這樣在實(shí)施焊接時(shí)，焊縫就很難按照當(dāng)初的軌跡完成焊接。通過IGM機(jī)器人所具備的電弧傳感以及噴嘴傳感功能，可以對(duì)焊接位置可以實(shí)現(xiàn)過程跟蹤和精確定位。兩支撐座與K6側(cè)架組合而成后，4條T型的焊縫也由此形成，在焊接順序編制過程中，在考慮焊接質(zhì)量的同時(shí)，也要考慮到焊接效率。B+鋼鑄造件作為K6側(cè)架，Q235鍛造件作為支撐座，因母材的強(qiáng)度偏高，帶有一定淬硬性，編程過程中，可以實(shí)施2條焊縫、1個(gè)支撐座的連續(xù)焊縫，這樣有利于緩慢冷卻、避免急熱，從而降低淬硬性。4.3焊接程序步點(diǎn)設(shè)置。利用機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)，通過尋找組對(duì)起始位置進(jìn)行明確。在編程過程中，要求必須輸入工作步點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)模式和焊接參數(shù)等。焊接時(shí)，焊縫的過程跟蹤主要根據(jù)電弧擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，以保障機(jī)器人與焊接方向保持一致。4.4機(jī)器人姿態(tài)控制。在焊接過程中，機(jī)器人本體主要維持著六軸聯(lián)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)都圍繞著一定范圍運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)期間為了防止機(jī)器人發(fā)生限位，編程過程中要加強(qiáng)對(duì)軸參變化的監(jiān)控，以確保手臂姿態(tài)能夠隨意舒展，這也有利于焊槍在焊接期間進(jìn)行角度變化。焊接質(zhì)量會(huì)受到多種因素的影響，包括焊接過程中焊槍的角度。除了要選擇正確的焊接參數(shù)，也要保證焊槍角度的精確度。焊接K6側(cè)架時(shí)，工件與焊槍之間的夾角應(yīng)維持在約45°，焊絲與焊縫中心相對(duì)，以防止出現(xiàn)偏焊情況。另外，工件與焊槍之間的傾角應(yīng)維持在80°~90°，一旦焊槍的傾斜度過大，熔化鐵液就很容易被電弧吹力往焊縫前方推動(dòng)，這種情況下焊接根部自然就很難熔合。

5結(jié)語

綜上所述，利用機(jī)器人對(duì)側(cè)架支撐座實(shí)施焊接，焊接機(jī)器人所具備的效率高、質(zhì)量穩(wěn)定以及焊縫位置佳的優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，確保了側(cè)架焊接質(zhì)量的穩(wěn)定，焊接接頭平滑美觀，探傷達(dá)到了100%的合格率，使轉(zhuǎn)向架更加可靠。

【參考文獻(xiàn)】

【1】佴斌,姜匡杰.探析工業(yè)機(jī)器人焊接生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].決策探索(中),2019(10):59.

【2】孟繁華,杜明鑫.焊接機(jī)器人在側(cè)架支撐座焊接中的應(yīng)用[J].金屬加工(熱加工),2019(9):5-8.

【3】張鑫鑫.焊接機(jī)器人在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接中的運(yùn)用[J].中國金屬通報(bào),2019(5):127-128.

作者:吳傳利 郝君 李強(qiáng) 朱相磊 單位:泰安航天特種車有限公司