楊秀文，鐘熀文

（廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東韶關(guān) 512126）

隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和技術(shù)升級(jí)，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，其中工業(yè)機(jī)器人焊接技術(shù)就是典型應(yīng)用之一，隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，焊接自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)成為必要趨勢(shì)，焊接技術(shù)正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)的手工技術(shù)作業(yè)發(fā)展成為現(xiàn)代科學(xué)制造，越來(lái)越多的加工制造業(yè)用焊接機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接工藝，焊接機(jī)器人的應(yīng)用極大的保護(hù)了人們的安全[1]。

1 機(jī)器人焊接系統(tǒng)的硬件連接

一個(gè)完整的工業(yè)機(jī)器人弧焊系統(tǒng)由工業(yè)機(jī)器人、焊槍、焊機(jī)、送絲機(jī)、焊絲、焊絲盤(pán)、氣瓶、煙霧凈化系統(tǒng)或者煙霧凈化過(guò)濾機(jī)等組成。機(jī)器人焊接系統(tǒng)單元間的連接包括焊機(jī)和送絲機(jī)、焊機(jī)和焊接工作臺(tái)、焊機(jī)和加熱器、送絲機(jī)和機(jī)器人工控柜、焊槍和送絲機(jī)、氣瓶和送絲機(jī)氣管等的連接。設(shè)備連接如圖1所示[2]。

圖1 設(shè)備連接示意圖

2 機(jī)器人焊接系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)與設(shè)置

2.1 送絲輪壓力調(diào)節(jié)

系統(tǒng)安裝連接完成后應(yīng)根據(jù)工藝要求調(diào)整送絲輪、氣瓶壓力以及焊絲盤(pán)的盤(pán)制動(dòng)力。送絲機(jī)構(gòu)為四輪雙驅(qū)，送絲壓力刻度位于壓力手柄上，對(duì)于不同材質(zhì)及直徑的焊絲應(yīng)設(shè)置不同的壓力刻度，不同材質(zhì)、焊絲直徑與壓力的關(guān)系如表1及圖2所示。焊接過(guò)程中實(shí)際的壓力調(diào)節(jié)規(guī)范必須根據(jù)焊槍電纜長(zhǎng)度、焊槍類型、送絲條件和焊絲類型作相應(yīng)的調(diào)整。圖2中類型1適合硬質(zhì)焊絲，如實(shí)芯碳鋼、不銹鋼焊絲。類型2適合軟質(zhì)焊絲，如鋁及其合金。類型3適合藥芯焊絲[2]。

表1 焊絲材質(zhì)、直徑、送絲輪類型與壓力刻度關(guān)系表

圖2 送絲輪類型

2.2 氣瓶流量調(diào)節(jié)

氣瓶流量和焊接方式、板厚、焊絲直徑等有關(guān)，應(yīng)合理確定氣壓流量。在流量調(diào)節(jié)前打開(kāi)氣瓶手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥按一下送絲機(jī)的氣檢按鈕，，在送氣期間，旋轉(zhuǎn)流量調(diào)節(jié)旋鈕使浮球處于預(yù)設(shè)定流量的刻度位置，流量調(diào)節(jié)完成后，可再次按下氣檢按鈕停止送氣。

2.3 焊機(jī)面板參數(shù)設(shè)置

焊機(jī)的功能選擇和參數(shù)設(shè)定通過(guò)焊機(jī)的控制面板完成，焊接面板參數(shù)設(shè)置的操作流程首先依次選擇焊接方法、工作模式、焊絲直徑、焊絲材料，然后利用調(diào)節(jié)旋鈕和參數(shù)選擇鍵進(jìn)行其他參數(shù)的調(diào)整，例如焊腳、板厚、焊接速度、焊接電流、焊接電壓、電弧力/電弧挺度和弧長(zhǎng)修正等。為了達(dá)到理想的焊接效果，必須合理的設(shè)置焊接各項(xiàng)隱含參數(shù)，如回?zé)龝r(shí)間、提前送氣時(shí)間、滯后關(guān)氣時(shí)間等。如果焊機(jī)電壓和電流由機(jī)器人給定則無(wú)需設(shè)置焊接電流和焊接電壓（此時(shí)隱含參數(shù)P09（近控有無(wú)）必須設(shè)置為OFF）。

3 機(jī)器人焊接系統(tǒng)示教及編程

焊接工作既可以利用機(jī)器人示教器本地操作來(lái)完成，又可以由PLC遠(yuǎn)程控制完成。為了保證焊接的正常進(jìn)行及焊接機(jī)器人與PLC之間的通訊，除了完成機(jī)器人通用示教工作和編制PLC控制程序外，還必需完成機(jī)器人焊接系統(tǒng)焊接參數(shù)設(shè)置及機(jī)器人、PLC、焊機(jī)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)設(shè)置，如表2、表3所示。

表2 PLC和機(jī)器人聯(lián)絡(luò)信號(hào)定義

表3 機(jī)器人和焊接聯(lián)絡(luò)信號(hào)定義

機(jī)器人焊接示例程序如下：

PROCMAIN()

MoveAbsJjpos10NoEOffs,v200,z50,tool1;

MoveL p10,v100,z50,tool1;

MoveJp20,v100,z50,tool1;

ArcLstart p30,v5,seam1,weld1,fine,tool1;

ArcL p40,v5,seam1,weld1,fine,tool1;

ArcLEnd p50,v5,seam1,weld1,fine,tool1;

MoveJp60,v100,z50,tool1;

PulseDOPLength∶=1,DO10_4;

ENDPROC

4 機(jī)器人自動(dòng)焊接系統(tǒng)PLC控制

機(jī)器人自動(dòng)焊接系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制模式下，機(jī)器人選擇自動(dòng)模式，系統(tǒng)就緒情況下，通過(guò)PLC系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)焊接控制。啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)運(yùn)行，機(jī)器人程序啟動(dòng)，在運(yùn)行過(guò)程中若按下暫停按鈕機(jī)器人應(yīng)暫停運(yùn)行，再次按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)器人繼續(xù)運(yùn)行，若急停按鈕動(dòng)作，系統(tǒng)應(yīng)立即停止運(yùn)行，須按復(fù)位按鈕，清除機(jī)器人急停信號(hào)。機(jī)器人回到工作原點(diǎn)后，系統(tǒng)才可以再次啟動(dòng)。本系統(tǒng)采用三菱FX-3U實(shí)訓(xùn)PLC控制，PLC具體I/O分配見(jiàn)表4，PLC控制程序如圖3所示。

表4 I/O分配表

5 焊接質(zhì)量控制

使用壓力手柄調(diào)節(jié)送絲輪壓力，應(yīng)使焊絲均勻的送進(jìn)導(dǎo)管，并要允許焊絲從導(dǎo)電嘴出來(lái)時(shí)有一點(diǎn)摩擦力，不致引起在送絲輪上打滑，注意過(guò)大的壓力會(huì)造成焊絲被壓扁，鍍層被破壞，并會(huì)造成送絲輪磨損過(guò)快和送絲阻力增大。完成焊機(jī)面板參數(shù)設(shè)置后要根據(jù)實(shí)際焊接弧長(zhǎng)微調(diào)電壓旋鈕，使電弧處在脈沖聲音中稍微夾雜短路的聲音，達(dá)到良好的焊接效果。在焊接過(guò)程中應(yīng)保持焊槍向焊接行進(jìn)相反方向傾斜0°～10°的“前進(jìn)法”焊接方法，使氣體保護(hù)效果較好。

在焊接過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)有焊接氣孔等出現(xiàn)，要檢查焊接參數(shù)設(shè)置是否合適，焊接工件是否清潔，送絲機(jī)送絲是否穩(wěn)定等，并應(yīng)及時(shí)清理焊槍。如果出現(xiàn)焊接咬邊現(xiàn)象要及時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)和焊槍角度；如果經(jīng)常性出現(xiàn)焊偏現(xiàn)象則要對(duì)機(jī)器人零位置進(jìn)行校正[3]。

6 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)器人焊接系統(tǒng)既能夠通過(guò)示教器進(jìn)行示教編程焊接，也能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制焊接。將PLC技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)焊接技術(shù)合理運(yùn)用于焊接領(lǐng)域，使焊接技術(shù)從傳統(tǒng)的手工作業(yè)發(fā)展成為現(xiàn)代科學(xué)制造，不僅提高了生產(chǎn)效率，更大大改善了勞動(dòng)者的工作環(huán)境，是焊接自動(dòng)化技術(shù)必然的發(fā)展趨勢(shì)。

［1］陳善本，呂娜.焊接智能化與智能焊接機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展［J］.電焊機(jī)，2013（5）：28-36.

［2］亞龍YL-399A型工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)考核裝備基礎(chǔ)培訓(xùn)資料 ［Z］.浙江亞龍教育裝備股份有限公司，2014.

［3］劉佰林，趙磊，楊智超，等.機(jī)器人焊接過(guò)程中焊接質(zhì)量控制的要素［J］.房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（17）：104.