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焊接機(jī)器人是集機(jī)械、計算機(jī)、電子、傳感器、人工智能等多個方面知識于一體的現(xiàn)代化、自動化設(shè)備。我們廣大焊接工作者任1重而道遠(yuǎn),務(wù)必樹立知難而上的決心,抓住機(jī)遇,為我國焊接自動化水平的提高而努力奮斗。焊接機(jī)器人主要有機(jī)器人和焊接設(shè)備兩大部分構(gòu)成。機(jī)器人由機(jī)器人本身和控制系統(tǒng)組成。焊接設(shè)備以點(diǎn)焊為例,主要由焊接電源、焊槍、傳感器、修磨器等部分組成。此外,應(yīng)該有系統(tǒng)保護(hù)裝置。
焊接機(jī)器人,其易于實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品的穩(wěn)定和提高,保證其均一性。焊接的工作水深約38米,焊接的管子工作壓力可達(dá)140Kgf/cm2??梢宰龅?4h連續(xù)生產(chǎn),大幅度提高生產(chǎn)效率。可以代替人工在有害環(huán)境下長期工作。相對降低對工人操作技術(shù)難度的要求??梢钥s短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期,減少相應(yīng)的設(shè)備投資??蓪?shí)行小批量產(chǎn)品焊接自動化。為焊接柔性生產(chǎn)線提供技術(shù)基礎(chǔ)。
焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。焊接過程中,對焊件進(jìn)行不均勻加熱和冷卻,是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。減少焊接應(yīng)力與變形的工藝措施主要有:
一、預(yù)留收縮變形量 根據(jù)理論計算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在焊件備料及加工時預(yù)先考慮收縮余量,以便焊后工件達(dá)到所要求的形狀、尺寸。
二、反變形法 根據(jù)理論計算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),預(yù)先估計結(jié)構(gòu)焊接變形的方向和大小,然后在焊接裝配時給予一個方向相反、大小相等的預(yù)置變形,以抵消焊后產(chǎn)生的變形。
三、剛性固定法 焊接時將焊件加以剛性固定,焊后待焊件冷卻到室溫后再去掉剛性固定,可有效防止角變形和波浪變形。此方法會增大焊接應(yīng)力,只適用于塑性較好的低碳鋼結(jié)構(gòu)。
選擇合理的焊接順序 盡量使焊縫自由收縮。焊接焊縫較多的結(jié)構(gòu)件時,應(yīng)先焊錯開的短焊縫,再焊直通長焊縫,以防在焊縫交接處產(chǎn)生裂紋。如果焊縫較長,可采用逐步退焊法和跳焊法,使溫度分布較均勻,從而減少了焊接應(yīng)力和變形。
五、錘擊焊縫法 在焊縫的冷卻過程中,用圓頭小錘均勻迅速地錘擊焊縫,使金屬產(chǎn)生塑性延伸變形,抵消一部分焊接收縮變形,從而減小焊接應(yīng)力和變形 。
六、加熱“減應(yīng)區(qū)”法 焊接前,在焊接部位附近區(qū)域(稱為減應(yīng)區(qū))進(jìn)行加熱使之伸長,焊后冷卻時,加熱區(qū)與焊縫一起收縮,可有效減小焊接應(yīng)力和變形。
七、焊前預(yù)熱和焊后緩冷 預(yù)熱的目的是減少焊縫區(qū)與焊件其他部分的溫差,降低焊縫區(qū)的冷卻速度,使焊件能較均勻地冷卻下來,從而減少焊接應(yīng)力與變形。
我國的自動焊裝備制造業(yè)與通用焊接設(shè)備相比起步較晚。于此同時,在未來焊接機(jī)器人的發(fā)展過程中,也會越來月靠近一下幾點(diǎn)趨勢:人性化焊接自動化裝備廣泛采用數(shù)字化、圖形化的人機(jī)操作界面,設(shè)備擁有專家數(shù)據(jù)庫、控制參數(shù)實(shí)時顯示、人機(jī)交互等功能,使設(shè)備操作更加容易、更加方便。上世紀(jì)50~60年代,我國重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)的大型焊接裝備大部分從原蘇聯(lián)引進(jìn)。部分由使用廠自行設(shè)計制造,到了90年代,我國陸續(xù)組建一批專門生產(chǎn)焊接裝備的制造廠,如上海、成都相繼成立了成套焊接設(shè)備廠,“六五期間”,原機(jī)械工業(yè)部撥??顚㈤L春第二機(jī)床廠改建成我國具有批量生產(chǎn)能力,制造焊機(jī)和焊接裝備的長春焊機(jī)制造廠。進(jìn)入80年代以來,隨著我國焊接裝備需求量的急速增長,各地相繼成立了多家中小型焊接裝備生產(chǎn)廠。