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1、項目項目4 弧焊機弧焊機器人與焊接編程器人與焊接編程【學習目標】知識目標知識目標1 掌握機器人運動指令及其應用；2掌握弧焊機器人平板堆焊焊縫的焊接與編程技術；3理解兩臺機器人之間的通訊關系（I/O信號）及應用；技能目標技能目標1通過示教器能編輯弧焊指令。2通過直線及圓弧焊接指令會編輯平面堆焊的焊接程序，并會按要求運行所編程序，焊接的焊縫符合工藝要求?！竟ぷ魅蝿铡咳蝿? 弧焊指令機器應用任務2 平板堆焊焊接與編程任務任務1 弧焊機器人系統(tǒng)及指令弧焊機器人系統(tǒng)及指令弧焊機器人的應用范圍非常廣泛，在通用機械、汽車行業(yè)、金屬結構、航空航天、機車車輛及造船行業(yè)都有應用。當前應用的弧焊機器人可適應多品種中

2、小批量生產(chǎn)，并配有焊縫自動跟蹤和熔池控制等功能，可對環(huán)境的變化進行一定范圍的適應性調(diào)整?！局R準備知識準備】一、弧焊機器人系統(tǒng)一、弧焊機器人系統(tǒng)弧焊機器人系統(tǒng)是包含焊接裝置的機器人焊接工作站,一般由機器人本體、控制系統(tǒng)、變位機、焊接系統(tǒng)、及安全防護設備組成，如圖4-1所示。圖圖4-1 典型的弧焊機器人系統(tǒng)組成典型的弧焊機器人系統(tǒng)組成二、弧焊指令二、弧焊指令弧焊指令的基本功能與普通“Move”指令一樣，可實現(xiàn)運動及定位另外還包括三個焊接參數(shù)：sm(seam)，wd(weld)，Wv(weave)。（）（）ArcL（直線焊接，Linear Welding）直線弧焊指令，類似于MoveL，包含如下個

3、選項：1）ArcLStart：開始焊接。2）ArcLEnd：焊接結束。3）ArcL：焊接中間點。（2 2）ArcC（圓弧焊接Circular Welding）圓弧弧焊指令，類似于MoveC，包括個選項：1）ArcCStart：開始焊接。2）ArcCEnd：焊接結束。3）ArcC:焊接中間點?；『竻?shù)(指令)指令定義的參數(shù)Purge_time保護氣管路的預充氣時間Preflow_time保護氣的預吹氣時間Bback_time收弧時焊絲的回燒量Postflow_time收弧時為防止焊縫氧化保護氣體的吹氣時間（3 3）Seam1（弧焊參數(shù)Seamdata）弧焊參數(shù)的一種，定義起弧和收弧時的焊接參數(shù)，

4、含義見表4-1。表表4-1 定義焊接時起弧和收弧的焊接參數(shù)定義焊接時起弧和收弧的焊接參數(shù)弧弧焊焊參數(shù)參數(shù)(指令指令)指令定指令定義義的參數(shù)的參數(shù)Weld_speed焊縫的焊接速度，單位是mm/sWeld_voltage定義焊縫的焊接電壓，單位是VWeld_wirefeed焊接時送絲系統(tǒng)的送絲速度，單位是m/min（4）Weld1(弧焊參數(shù) Welddata)弧焊參數(shù)的一種，定義焊接參數(shù),含義見表4-2。表表4-2 定義焊縫的焊接參數(shù)定義焊縫的焊接參數(shù)弧焊參數(shù)(指令)指令定義的參數(shù)Weave_shape焊槍擺動類型0無擺動1平面鋸齒型擺動2空間V字型擺動3空間三角形型擺動Weave_type機器

5、人擺動方式0機器人所有的軸均參與擺動1僅手腕參與擺動Weave_length擺動一個周期的長度Weave_width擺動一個周期的寬度Weave_height空間擺動一個周期的高度（5）Weave1(弧焊參數(shù) Weavedata)弧焊參數(shù)的一種，定義擺動參數(shù)，含義見表4-3。表表4-3 定義擺動焊時的擺動參數(shù)定義擺動焊時的擺動參數(shù)（6）On：可選參數(shù)，令焊接系統(tǒng)在該語句的目標點到達之前，依照seam參數(shù)中的定義，預先啟動保護氣體，同時將焊接參數(shù)進行數(shù)模轉換，送往焊機。（7）Off：可選參數(shù)，令焊接系統(tǒng)在該語句的目標點到達之時，依照seam參數(shù)中的定義，結束焊接過程。三、弧焊指令的應用三、弧焊指

6、令的應用1編寫弧焊程序語句1）操縱機器人定位到所需位置。2）切換到編程窗口，IPL1：Motion&Process。3）選擇ArcL或ArcC，出現(xiàn)如圖4-2所示的編輯窗口。確認后指令將被直接插入程序，指令中的焊接參數(shù)仍然保持上一次編程時的設定。圖圖4-2 弧焊指令編輯窗口弧焊指令編輯窗口4）修改焊接參數(shù)，例如 seam1。選中該參數(shù)并按“Enter”鍵，出現(xiàn)如圖4-3所示的窗口，剛才被選中的參數(shù)前有一個“？”，窗口的下半部分列出了所有可選的該類型的參數(shù)。選中需要的參數(shù)或新建一個，按“Enter”鍵后即完成對該參數(shù)的替換。按Next功能鍵可令“？”移動到下一個參數(shù)。最后按“OK”功能鍵確認。圖

7、圖4-3 焊接參數(shù)修改窗口焊接參數(shù)修改窗口2典型焊接語句示例典型焊接語句示例ArcL0n P1,V100,Seam1,Weld1,Weave1,fine,Gun1通常，程序中顯示的是參數(shù)的簡化形式，如sm1、wd1及wv等。句中：句中：ArcL0n 直線移動焊槍（電?。A先啟動保護氣。P1 目標點的位置，同普通的Move指令。v100 單步（FWD）運行時，焊槍的速度，在焊接過程中為Weld_speed所取代。Fine zonedata，同普通的Move指令，但焊接指令中一般均用fine。gun1：tooldata，同普通的Move指令，定義工具坐標系參數(shù)，一般不用修改。3典型焊縫程序示例典

8、型焊縫程序示例機器人運行軌跡與焊縫示意圖如圖4-4所示，機器人從起始點P10運行到點P20，并從此處起弧開始焊接，焊接到P80熄弧，停止焊接，但機器人繼續(xù)運行到P90，停止移動。圖圖4-4 機器人運行軌跡與焊縫示意圖機器人運行軌跡與焊縫示意圖 程序如下：MoveJ P10，V100，z10，torch；ArcLOn P20，V100，sm1，wd1，wv1，fine，torch；ArcC P30，P40，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcL P50，V100，sm1，wd1，wv1，z10，torch；ArcC P60，P70，V100，sm1，wd2，wv1，z10

9、，torch；ArcLOff P80，V100，sm1，wd2，wv1，fine，torch；MoveJ P90，V100，z10，torch。任務任務2 平板堆焊焊接與編程平板堆焊焊接與編程使用機器人焊接專用指令，設置合適的焊接參數(shù)，實現(xiàn)平板堆焊焊接過程。任務要求用CO2焊在低碳鋼表面平敷堆焊不同寬度的焊縫，練習各種焊接參數(shù)的選擇?！局R準備】一、一、CO2焊工藝及焊前準備焊工藝及焊前準備1CO2焊工藝特點焊工藝特點CO2焊工藝一般包括短路過渡和細滴過渡兩種。焊工藝一般包括短路過渡和細滴過渡兩種。短路過渡工藝采用細焊絲、小電流和低電壓。焊接時，熔滴細小而過渡頻率高，飛濺小，焊縫成形美觀。短路

10、過渡工藝主要用于焊接薄板及全位置焊接。細滴過渡工藝采用較粗的焊絲，焊接電流較大，電弧電壓也較高。焊接時，電弧是連續(xù)的，焊絲熔化后以細滴形式進行過渡，電弧穿透力強，母材熔深大。細滴過渡工藝適合于中厚板焊件的焊接。CO2焊的焊接參數(shù)包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、保護氣流量及焊絲伸出長度等。如果采用細滴過渡工藝進行焊接，電弧電壓必須選取在3445V的范圍內(nèi)，焊接電流則根據(jù)焊絲直徑來選擇，對于不同直徑的焊絲，實現(xiàn)細滴過渡的焊接電流下限是不同的，見表4-4。焊絲直徑/mm電流下限/A電弧電壓/V1.230034451.64002.05004.0750表表4-4 細滴過渡的電流下限及電壓范圍

11、細滴過渡的電流下限及電壓范圍焊絲直徑/mm電流下限/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)保護氣流量/(L/min)1.23003445406025502焊前準備焊前準備工件材料：低碳鋼工件尺寸（mm）：30040010CO2氣體純度：99.5%以上焊接參數(shù)：見表4-5。表表4-5 平板堆焊焊接參數(shù)平板堆焊焊接參數(shù)二、編程與焊接二、編程與焊接ABB弧焊機器人系統(tǒng)帶外部軸（變位機）和卡具。1）工件安裝與卡緊使用平板焊接卡具，將工件安放在卡具上，卡緊。2）新建程序打開程序編輯器，新建程序3）確定引弧點手動操縱焊接機器人，使焊絲對準工件上引弧點，選擇ArcLOn。4）修改焊接參數(shù) 按表4-5選擇和修改各

12、項焊接參數(shù)。5）確定熄弧點手動操縱焊接機器人定位到工件上熄弧位置，選擇ArcLOff。6）焊槍回原位或規(guī)定位置手動操縱焊接機器人使焊槍回到原始位置或者規(guī)定位置。7）運行程序先空載運行所編程序，再進行焊接。三、手動調(diào)節(jié)三、手動調(diào)節(jié)1 1Process blocking Process blocking 禁止禁止在空載運行或調(diào)試焊接程序時，需要使用禁止焊接功能；或者禁止其他功能，如禁止焊槍擺動等。方法是：選擇“Arcweld”，進入“Blocking”窗口，如圖4-5 所示；在窗口的下半部分列出了可被禁止的功能，用光標選中即可。選“Block”功能鍵以禁止該功能，按“Cancel”/功能鍵恢復，按

13、OK功能鍵確認。圖圖4-5 禁止功能選擇禁止功能選擇2Manual wirefeed 手動送絲手動送絲在確定引弧位置時，常常要使焊絲有合適的伸出長度并與工件輕輕接觸，故需要使用手動送絲功能。方法如下：選擇“Arcweld”進入“Manual wirefeed”窗口，如圖4-6所示。按住“Fwd”功能鍵，焊絲會以50mm/s的速度送出；松開“Fwd”功能鍵，送絲即停止。按“OK”功能鍵確認關閉窗口。圖圖4-6 手動送絲手動送絲3Manual gas on/off 手動控制保護氣手動控制保護氣 保護氣的流量對焊接質(zhì)量有重要影響，焊接時的保護氣流量必須在焊前準備過程中調(diào)節(jié)好。方法是：選擇“Arcwe

14、ld”進入Gas on/off窗口，如圖4-7所示。按住“Gas on”功能鍵，保護氣氣路的電磁氣閥被打開，焊槍中有保護氣送出；松開“Gas on”功能鍵，氣路被切斷，終止送氣。按“OK”功能鍵確認并關閉該窗口圖圖4-7 手動控制保護氣手動控制保護氣小貼士 焊接編程技巧1)選擇合理的焊接順序，以減小焊接變形，縮短焊槍行走路徑長度。2)焊槍過渡時，應使其移動軌跡較短、平滑、安全。3)優(yōu)化焊接參數(shù)。為了獲得最佳的焊接參數(shù)，應制作工藝試板進行焊接試驗和工藝評定4)合理確定變位機位置和焊槍姿態(tài)。工件在變位機上夾緊之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調(diào)整變位機，使焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置。同時，要不斷調(diào)整機器人各軸，合理地確定焊槍姿態(tài)和焊絲伸出長度。5)及時插入清槍程序。編寫一定長度的焊接程序后，應及時插入清槍程序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴，保證焊槍清潔，提高噴嘴的壽命，確保可靠引弧。6)編制程序一般不能一步到位，要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改程序，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等?！舅伎寂c練習】1思考弧焊機器人和搬運機器人的異同有哪些？2常用的弧焊指令有哪些？3編程中常用的焊接參數(shù)都有哪些？4 舉例說明典型焊接語句中的各參數(shù)的含義及調(diào)節(jié)方法。5弧焊機器人焊接系統(tǒng)包括哪幾部分？有哪些特殊要求？6如何使用常用的手動控制功能？