项目5 典型接头的焊接与编程

由于焊件的结构及使用条件不同，焊接接头形式和坡口形式也不同。焊接接头形式有对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头、十字接头、端接接头、套管接头、卷边接头、锁底接头等，常用的焊接接头有对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头。使用弧焊机器人时，需要在焊接之前将工件装配好，再选择合适的卡具将其固定后才能进行编程和焊接。【学习目标】知识目标1．掌握弧焊机器人系统特点。2．掌握弧焊机器人系统中机器人之间的协调配合技术。3．了解弧焊机器人程序的编写步骤。技能目标1．正确理解弧焊机器人程序指令。2．能够编写两台机器人配合完成工件的搬运与焊接的示教程序。【工作任务】任务1平板对接接头焊接与编程任务2圆管对接焊接与编程任务1平板对接接头焊接与编程进行中厚板的平板对接焊时，往往需要开坡口多层焊，有时为了保证焊透，还需要预留间隙。这时需要的焊接参数，尤其是每层焊道的焊接电流是不同的，而在打底焊完成之后的填充焊及盖面焊往往还需要摆动焊接。两板的对接焊如果不预留间隙，可以由机器人分别搬运在卡具上对接卡紧，然后再进行焊接；如果需要预留间隙，就要在机器人搬运之前进行手工定位焊，再由机器人搬运、夹紧并进行焊接。【知识准备】一、输入/输出信号在一个由多台机器人与变位机等组成的系统中，当需要机器人之间或机器人与变位机之间协调运动时，就需要在两台机器人或机器人与变位机之间进行通信，这是需要用“输入/输出信号”来完成。1．编辑输入/输出指令1）在主菜单下，选程序编辑器。2）新建或打开程序。3）选择需要添加指令的程序语句，如图5-1所示。图5-1程序语句选取4）按Common(常用)显示滚动列表，向下滚动直到找到I/O指令为止，如图5-2所示。图5-2滚动显示的指令列表5）选中I/O，选择“Set”，显示如图5-3所示的对话框。图5-3I/O选项列表6）选择USERDO4，按“OK”键。7）关闭添加指令菜单，显示图5-4所示的窗口。图5-4添加的I/O信号2．查看信号状态I/O信号有两种状态“是”和“非”，在程序中一般用“0”和“1”来表示。查看和改变I/O信号的方法如下：1）在主菜单下，选择“InputsandOutputs”。2）选择USERDO4，可以看到其状态值为“0”，如图5-5所示；图5-5I/O信号值（3）可以将上述的I/O信号值改为“1”；（4）再次运行程序，并观察此信号值的变化。二、机器人系统程序解读由焊接机器人与搬运机器人组成的弧焊机器人系统，如图5-6所示。图5-6由搬运机器人于焊接机器人组成的弧焊机器人系统焊接之前，要对两个工件进行固定装配。焊接时，搬运机器人将工件从工作台拿起并搬运到焊接位置后发出信号，焊接机器人开始运动。焊枪到达工件引弧点时，启动焊接程序进行焊接。焊接完成之后，焊接机器人回到指定位置并发出信号，搬运机器人再将工件搬运到指定位置。实现上述过程的机器人系统程序如下：1．搬运机器人（2400机器人）主程序编制搬运机器人主程序编程步骤如下：1）运行初始化程序。2）确定无误后，按下双手按钮，运行检查产品子程序。3）确认无误后，输出一个机器人回到原点（或安全位置）的信号。4）拿起工件并运行到达待焊位置。5）给焊接机器人发送一个“握手”信号。6）焊接完成后，焊接机器人发送一个焊接完成指令，然后回到指定位置。7）搬运机器人将焊件搬运到指定位置。2．握手程序编写rHandShake（握手程序）子程序，首先考虑到握手的次数，只有在115次以内才能正常运行，输出握手信号。为了清除焊接过程中焊枪喷嘴内粘连的飞溅物，规定焊接次数超过15次要进行一次清枪。在上述程序中，握手次数在规定范围之内，搬运机器人向1焊接机器人发出一个“握手指令”，等待0.8秒后，所有变量都恢复初始值。3．焊接机器人（1400机器人）主程序编写焊接机器人主程序按照以下步骤进行：1）程序初始化。2）确定无误后，运行焊接产品1程序（焊接子程序）。3）等待0.5s。4）向搬运机器人发送焊接完成信号，焊接机器人回到原位。5）焊接机器人每完成一次焊接，都要进行计数（焊接次数达到一定值时，进行清枪）。任务2圆管对接焊缝的焊接与编程由两个及以上机器人组成的机器人系统的编程，与单个机器人（或包含变位机）工作站的编程相比要复杂的多。机器人系统的主程序只有一个，而子程序可以有很多个。如焊接机器人的焊接过程就可以设置成独立的子程序，在主程序运行到焊接时调用此子程序即可。【知识准备】一、弧焊机器人工作站弧焊机器人工作站一般由以下几个部分组成。1．工业机器人2．机器人末端执行器3．夹具和变位机4．机器人架台5．配套及安全装置6．动力源7．工作对象的储运设备8．检查、监视和控制系统焊丝直径/mm电流下限/A电弧电压/V焊接速度/(m/h)保护气流量/(L/min)1.230034～4540～6025～50二、焊前准备工件材料：低碳钢工件尺寸：Φ160mm×6mmCO2气体纯度：99.5%以上焊接参数：见表5-1。表5-1焊接参数三、圆管对接焊的编程及程序解读由搬运机器人、焊接机器人和变位机组成的机器人系统，如图5-7所示，它实现工件的搬运、装卸与焊接完全自动化。工作时，搬运机器人将料台上的待焊工件放到夹具（工作台）上，夹具自动夹紧，搬运机器人回原位或指定位置，并发出信号；焊接机器人接受信号后开始运行，到达引弧点时启动焊接程序进行焊接，焊接完成之后回到原位或指定位置，并发出信号；搬运机器人接收信号后，将已经焊完的工件搬运到指定位置。图5-7由搬运机器人、焊接机器人和变位机组成的机器人系统（一）搬运机器人（2400机器人）程序搬运机器人工作步骤如下：1）运行初始化程序。2）确定无误后，按下双手按钮，机器人回到原点（或安全位置）。3）准备就绪灯亮。4）运行检查工件子程序。5）确认无误后，拿起工件。6）等待0.5s，向焊接机器人发送焊接指令，等待焊接。7）焊接完成后，打开全部气缸（搬运机器人和变位机上夹具全部打开）。8）搬运机器人运行，拿焊接完成的工件放回到工作台上，焊接完成灯亮。9）机器人回到原点（零位）。10）将焊接完成设置为假。（二）焊接机器人（1400机器人）主程序搬运机器人把工件从夹具台上搬运到变位机上，变位机上的夹具闭合，牢固的加紧工件后，搬运机器人给焊接机器人发送焊接指令。焊接机器人接到指令后，移动到指定位置并进行焊接。焊接完成后，指示灯灭，准备就绪灯亮，将焊接完成设置成假（为下一次焊接做准备）。【思考与练习】1．弧焊机器人工作站都由哪几部分组成？各部分功能是什么？2．平板对接接头焊接编程时，焊接机器人主程序编程需依照哪些步骤？3．圆管对接焊接编程时，搬运机器人主程序编程需依照哪些步骤？