传统焊接技术与焊接机器人技术的对比

　　连接板是工程起重机常用的零部件，其结构如图1所示，主要由底板和四个销柱组成。销柱与底板之间采用环形角焊缝焊接方式进行固定，以往的焊接方法采用手工CO2气体保护加药芯焊丝焊接工艺，由于焊缝为环形角焊缝，因而手工作业时容易造成焊缝外观质量差，焊接作业效率低、焊缝环线与焊接部位环线结合性差等缺点，容易造成“脱焊”等情况，同时为保证焊缝外观质量，焊接后需要采用砂轮机对焊缝进行打磨，也容易造成焊接成本的增加。通过分析，决定该工件采用焊接机器人进行焊接作业，关键是需要设计合理的焊接机器人操作系统和制定合理的焊接工艺，确保成本质量的有效统一。

　　图1连接板结构

　　1.焊接机器人总体方案

　　根据连接板的尺寸、结构特点以及焊缝的形式，考虑到底板和四个销柱是采用单面焊缝形式，焊缝在工件上呈规则性均匀分布，焊接过程不需要变位即可满足所有焊缝的焊接。为降低成本和提高效率，在进行焊接机器人整体方案设计时，决定不采用翻转工装等机器人周边设备，而采用固定平台方式实现工件的焊接定位，同时为提高焊接效率，焊接机器人系统方案采取一机双工位的模式，H型布置方式，如图2所示，即机器人本体固定在两自制焊接工作定位平台之间，工作时一工位焊接机器人对人一侧工件进行自动焊接，另一工位可以装卸工件，交替进行作业，保证机器人连续不停工作。

　　图2焊接机器人整体方案

　　为确保工件安装定位精度，减少机器人焊接寻踪次数，确保机器人焊接运行轨迹与工件所需焊接轨迹一致，在工件和焊接定位平台上设计有定位销孔，通过一面两销形式实现连接板在焊接作业平台上的精确定位。

　　2.机器人本体选用

　　机器人本体采用大呈焊接机器人具有六自由度的关节式焊接机器人，配套麦格米特全数字化脉冲焊机电源，并加设自动清枪剪丝喷油装置和弧光安全防护装置，满足机器人使用过程中安全防护和清枪需要。

　　3.焊接工艺的确定

　　焊接工艺采用富氩混合气体+实芯焊丝代替原有的CO2气体+药芯焊丝，富氩保护焊接具有熔池可见度好，操作方便、适宜于全位置焊接，同时电弧在保护气体的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池小，热影响区窄，焊接变形小，抗裂性能好，焊接过程中在惰性气体保护下，具有焊接质量好的特点，非常利于焊接过程中的机械化和自动化。但由于电弧的光辐射较强，因此在焊接机器人总体方案设计中，需要设计弧光安全防护装置进行安全保护。为提高焊接效率，采用一次施焊成形的工艺方法，避免由于焊接机器人重复定位而造成生产效率的降低。

　　4.焊接电源的选用

　　通过对多种电源的试用，并针对试用过程中出现的问题，结合工件的材质、形状特性、尺寸精度要求、焊缝长度及位置特点，焊接工作量及机器人的工作效率，该焊接机器人系统采用全数字脉冲气体保护焊电源，即脉冲MIG焊接工艺电源。众所周知，焊接过程中电弧控制精确程度，决定着焊接质量越好好坏，而全数字脉冲气体保护焊电源由于采用了数字化技术，因此控制系统的反馈时间比传统的焊机减少了几个数量级，提高了反馈的精确性和灵敏性。在采用脉冲焊接时，能提供相适宜的脉冲波形，还可有效控制每个脉冲只过渡一个熔滴，这使得整个焊接过程中弧长保持不变，焊接过程几乎没有飞溅，而且可以实现超低热输入的焊接，同时还可以克服传统的GMA焊机焊接结束后，焊丝的末端会形成一个影响再引弧结球的缺陷，实现焊接质量和焊接效率的最佳匹配。

　　5.焊丝直径选择

　　结合焊接质量和焊接效率的需要，焊丝采用f1.6mm的实芯焊丝，可以满足连接板的实际焊接需要，同时也便于焊接效率的提高。