(1)、TCP(toolcenterpoint工具點)自動校零技術(shù)
焊接機器人的工具點就是焊槍的焊絲的端點,因此TCP的零位精度直接影響著焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。但在實際生產(chǎn)中不可避免會發(fā)生焊槍與夾具之間的碰撞等不可預(yù)見性因素導(dǎo)致TCP位置偏離。通常的做法是利用手動進行機器人TCP校零,但般全過程需要30分鐘才能完成,影響生產(chǎn)效率。TCP自動校零是用在機器人焊接中的項新技術(shù),它的硬件設(shè)施是由梯形固定支座和組激光傳感器組成。當(dāng)焊槍以不同姿態(tài)經(jīng)過TCP支座時,激光傳感器都將記錄下的數(shù)據(jù)傳遞到CPU與初設(shè)定值進行比較與計算。當(dāng)TCP發(fā)生偏離時,機器人會自動運行校零程序,自動對每根軸的角度進行調(diào)整,并在少的時間內(nèi)恢復(fù)TCP零位。
(2)、雙絲焊接技術(shù)
近年來由于我汽車、集裝箱、機車車輛、工程機械等行業(yè)的高速發(fā)展,對高速焊和高熔敷效率焊接的需求越來越多。雙絲焊是近年來發(fā)展起來的種高速焊接方法,焊接薄板時可以顯著提高焊接速度,達到3~6m/min,焊接厚板時可以提高熔敷效率。除了高速外,雙絲焊接還有其它的工藝特點:在熔敷效率增加時保持較低的熱輸入,熱影響區(qū)小,焊接變形小,焊接氣孔率低等。
由于焊接速度非常高,特別適合采用機器人焊接,因此可以說機器人的應(yīng)用也推動了這前衛(wèi)焊接技術(shù)的發(fā)展。
目前雙絲焊主要有2種方式:1種是Twinarc法,另1種為Tandem法。焊接設(shè)備的基本組成類似,都是由2個焊接電源、2個送絲機和1個共用的送雙絲的電纜。為了防止同相位的2個電弧的相互干擾,常采用脈沖MIG/脈沖MAG焊法,并保持2個電弧輪流交替燃燒。這樣來,就要求1個協(xié)同控制器保證2個電源的輸出電流波形相位相差180°。當(dāng)焊接參數(shù)設(shè)置到佳時,脈沖電弧能得到無短路、幾乎無飛濺的過渡過程,真正做到“1個脈沖過渡1個熔滴”,每個熔滴的大小幾乎完全相同,其大小是由電弧功率來決定。Twinarc法的主要生產(chǎn)廠有德的SKS、Benzel和Nimark公司,美的Miller公司。Tandem法的要廠有德的Cloos、奧地利Fronius和美Lincoln公司。據(jù)德Cloos公司介紹,采用Tandem法焊接2~3mm薄板時,焊接速度可達6m/min,焊接8mm以上厚板時,熔敷效率可達24Kg/h。
(3)、激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)
激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)是激光焊接與氣體保護焊的聯(lián)合,兩種焊接熱源同時作用于個焊接熔池。該技術(shù)的研究早出現(xiàn)在上世紀70年代末,但由于激光器的昂貴價格,限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。隨著激光器和電弧焊設(shè)備性能的提高,以及激光器價格的不斷降低,同時為了滿足生產(chǎn)的迫切需求,激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)近年來成為焊接領(lǐng)域重要的研究課題之。
激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)有多種形式的組合,有激光/TIG、激光/MAG和激光/MAG等。
激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)之所以受到青睞是由于其兼各熱源之長而補各自之短,具有1+1>2或更多的“協(xié)同效應(yīng)”。與激光焊接相比,對裝配間隙的要求降低,因而降低了焊前工件制備成本;另外由于有填充焊絲消除了激光焊接時存在的固有缺陷,焊縫更加致密。與電弧焊相比提高了電弧的穩(wěn)定性和功率密度,提高了焊接速度和焊縫熔深,熱影響區(qū)變小,降低了工件的變形,消除了起弧時的熔化不良缺陷。在這點上特別適合鋁及其合金的焊接。
激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)是對激光焊接的重大發(fā)展,焊接同樣板厚的材料可降低激光功率半左右,因此大大降低了企業(yè)的投資成本,該技術(shù)的發(fā)展對推動激光焊接的普及將起重要的作用。
(4)、伺服焊鉗技術(shù)的汽車裝焊工藝中的應(yīng)用
伺服機器人焊鉗,就是利用伺服電機替代壓縮空氣做為動力源的種新型焊鉗。它具有以下優(yōu)點:
①提高車身的表面質(zhì)量
伺服焊鉗由于采用的是伺服電機,電的動作速度在接觸到工件前,可由高速準確地調(diào)整到低速,這樣,就可以形成電對工件的軟接觸,減輕電沖擊所造成的壓痕,從而也減輕了后序車身表面修磨處理量,提高了車身質(zhì)量。而且,應(yīng)用伺服控制技術(shù)可以對焊接參數(shù)進行數(shù)字化控制管理,可以保證提供出適焊接參數(shù)數(shù)據(jù),保證焊接質(zhì)量。
②改善作業(yè)環(huán)境
由于電對工件的是軟接觸,可以減輕沖擊噪音,也不會出現(xiàn)使用氣動焊鉗時所造成的排氣噪音。改善了現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境。
③高生產(chǎn)效率
伺服焊鉗的加壓開放動作由焊接機器人來自動控制。與氣動焊鉗相比,伺服焊鉗的動作路徑可以控制到短化,縮短生產(chǎn)節(jié)拍,提高生產(chǎn)效率。
目前,從投資的角度來考慮,購買伺服焊鉗設(shè)備的次投入較高,因此,伺服焊鉗還不能被廣泛采用。但是,考慮到伺服焊鉗的優(yōu)勢,例如伺服焊鉗的軟接觸化,對工件的沖擊可減輕,從而可以相對減少焊接夾具夾緊機構(gòu)的數(shù)量,削減夾具的費用等,也可以減少生產(chǎn)線的整體投資額,伺服焊鉗仍有其廣闊的應(yīng)用空間。因此,隨著發(fā)展,伺服焊鉗會越來越多應(yīng)用于生產(chǎn)線上。