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      自動焊接專機

      更新時間:2017-02-18 16:20:02點擊次數:962次字號:T|T
      自動焊接專機的分類 1、開環控制型自動焊接專機   該類焊接專機的控制系統一般采用開環控制,即采用控制系統預先設置參數,由執行元件按控制程序順序執行。這類設備結構簡單,技術要求和成本相對較低,所以得到了大量的使用。 由于在焊接過程中,焊接參數的波動不能進行閉環的反饋控制,焊接機頭或焊接工件的運動只能按照預先的規定路徑或軌跡進行,不能夠隨著工件焊縫的變化而變化,因此,在使用過程中,應保證工件的一致性和焊縫的配合精度,才能達到提高焊接效率和產品焊接質量的可靠性。如右圖即是為大型電機的機座焊接設計的電機座自

      自動焊接專機的分類
      1、開環控制型自動焊接專機
      該類焊接專機的控制系統一般采用開環控制,即采用控制系統預先設置參數,由執行元件按控制程序順序執行。這類設備結構簡單,技術要求和成本相對較低,所以得到了大量的使用。 由于在焊接過程中,焊接參數的波動不能進行閉環的反饋控制,焊接機頭或焊接工件的運動只能按照預先的規定路徑或軌跡進行,不能夠隨著工件焊縫的變化而變化,因此,在使用過程中,應保證工件的一致性和焊縫的配合精度,才能達到提高焊接效率和產品焊接質量的可靠性。如右圖即是為大型電機的機座焊接設計的電機座自動焊接專機,可以預先設置焊接長度,電機座總共四個面,可以在焊接完成一面的兩條直線焊縫的焊接后,自動旋轉90度,然后依次焊接第二個面的直縫,依此類推,按程序焊接其余面的直線焊縫。類似這類設備,需要預先設置焊槍直線運動的長度,焊接速度。焊接完一面后,還要設置每次轉動的角度和速度,由于開環控制,因此需要工件的每一面的角度都非常精確,否則就無法自動完成全部焊接工作。

      2、自適應控制自動化焊接專機
      該類專機是一種自動化程度較高的焊接設備。它配備傳感器和電子檢測線路,對焊縫的軌跡自動導向和跟蹤,有的設備還可以對焊接參數如焊接電流、焊接電壓、焊接速度等實現閉環控制,整個焊接過程按預先設置的程序和工藝參數自動完成。比如,大一點的筒體或管類零件,如右圖所示, 要保證工件的一致性和達到很高的配合精度是非常困難的,需要花費更大的成本。該焊接專機采用了弧長跟蹤器和焊槍擺動器。由于工件表面的凹凸不平,需要焊槍隨著工件表面的高低不平,需要進行上下運動,以保持焊槍與工件表面的距離一致,從而保證電弧的穩定性。同時可以自動實現多層焊接。若焊接兩層,當焊接完一周后,跟蹤器檢測到表面高度增加,則可以自動將焊槍提高。

      3、智能化自動焊接設備
      它利用各類高級傳感元件,如視覺傳感器、觸角傳感器、光敏傳感器等,并借助計算機軟件系統、數據庫、專家系統而具有識別、判斷、實時檢測、運算、自動編程、焊接參數調用等,操作人員只需在人機界面上輸入材料的牌號、板厚、坡口形式、焊絲牌號和直徑、焊劑或保護氣體種類等,焊接工藝參數自動生成或調用相應參數。即可完成全自動焊接。由于這類設備成本非常高,實際影響焊接質量的因素很多,比如氣體的純度,流量,焊接電流,電壓,電源輸入的波動,工件的水汽或銹蝕、焊縫的寬窄,焊縫的高低等等,所以很難真正完成智能化焊接,在實際生產中很少用到。

       
      自動焊接專機的構成和說明
      自動焊接專機是用于自動化生產的,要求人工或者機械手上下工件,焊接工裝夾具自動將工件固定,定位,自動啟動焊接電源的電弧,自動送絲和焊槍或工件的自動移動,焊接完成后自動退回,人工或機械手取下工件,其組成主要由焊接系統、機械系統、電氣控制系統構成。

      1、焊接系統
      焊接系統包括焊接電源及焊槍,主要有氬弧焊機、CO2焊機、MIG/MAG焊機、等離子焊機、埋弧焊機等等。當然,也有電阻焊,火焰焊、激光焊、電子束焊等焊接形式,由于篇幅有限,我們在此只敘述前面最常用的幾種焊接電源。

       
      前述幾種焊接電源,氬弧焊機和等離子焊機可以采用焊縫金屬自身融合,將兩個工件焊接在一起,也可加上自動填絲機,完成較厚工件的焊接。CO2/MIG/MAG焊機及埋弧焊機都有自身的送絲系統,通過焊槍中心端部將焊絲送出。焊接參數由焊機上的控制旋鈕調節。

      2、機械系統
      機械系統主要由床身機構、工裝夾具及工件輔助支撐機構、焊槍微調機構、焊接工件或者焊槍移動機構等。最常用、最典型的是直線焊接專機和環縫焊接專機,分別如圖所示

       
      由于各類焊接工件的形狀,尺寸,焊縫位置等等的不同,每個設計人員的設計思路不同,所以焊接專機的樣式也千奇百怪,以右圖設備,我們詳細講解構成思路。

       
      2.1 床身機構:床身主要對設備起支撐作用,可以用鑄造件或者焊接件構成。由于鑄造件生產周期長,成本高,所以現在基本上采用型材和鋼板焊接后,經退火、精加工而成,可以快速制造和成本低,得到大量使用。

       
      2.2 工裝夾具及輔助支撐機構:如圖示,可以根據工件的加工面或定位孔,固定工件的相對位置,可以采用手動、氣動、電動、液壓控制夾具運動,實現裝夾和定位工件。

       
      2.3 焊槍微調機構:要焊槍對準焊縫,需要對焊槍的X\Y\Z向進行三維調節,是焊槍的指向對準焊縫,同時根據焊接工藝要求,還需實現各方向的旋轉功能。

       
      2.4 焊接工件或焊槍的移動機構:要完成直線、圓周或曲線焊縫的焊接,需要焊槍與工件的焊縫的軌跡的相對運動才能完成焊接要求??梢赃x擇焊槍移動,也可選擇工件運動。這個需要根據工件的形狀和尺寸來決定設計思路。其設計原則是機構最簡單、控制最簡單、工人裝卸工件最方便為主。如圖,環縫焊機是工件運動,焊槍不動。直縫焊機是工件不動,焊槍直線運動。

      3、電氣系統
      電氣控制系統主要控制夾具的裝夾和定位,焊機的啟動和停止,焊槍或工件的運動,輸送裝置的進出等等。如右圖所示,含自動/手動轉換,收弧有無控制,焊接速度的調整和顯示,焊接電源的開關及急停開關等。

       
      電氣控制系統一般由繼電器、PLC可編程控制器、單片機、數控系統、計算機控制。在焊接生產現場,由于焊接飛濺多,水電氣線路復雜,電磁干擾大,所以最常使用的繼電器、PLC、數控系統。而PLC由于兼顧了繼電器的功能,又可以實現編程控制。隨著技術的發展和新產品的出現,現在的PLC還能實現更加復雜的功能,如部分數控功能,如圓弧插補等。所以PLC控制技術在自動焊接專機里得到了最廣泛的應用。

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