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机器人焊接工作站在建筑铝模板行业的应用
发布日期:2016-03-02 20:34:10 浏览次数: 字体大小:
铝模板机器人焊接工作站成功的将机器人应用在了建筑铝模板行业。凭借机器人的灵活性以及奥太脉冲MIG对铝合金优良的焊接特性,极大的提高了铝模板的焊接质量以及焊接效率。同时结合相应工装夹具保证了铝模板焊接完成后工件的一致性,以及拼装完成后的美观程度。
铝模板机器人焊接工作站成功的将机器人应用在了建筑铝模板行业。凭借机器人的灵活性以及脉冲MIG对铝合金优良的焊接特性,极大的提高了铝模板的焊接质量以及焊接效率。同时结合相应工装夹具保证了铝模板焊接完成后工件的一致性,以及拼装完成后的美观程度。
1前言
铝模板是一种新型的建筑模板。简单来说,铝模板就是小钢模的全新升级版。铝模板是由铝型材或铝板材、支撑系统、紧固系统、附件系统构成的。模板系统构成混凝土结构施工所需的封闭面,保证混凝土浇灌时建筑结构成型;附件系统为模板的连接构件,使单件模板连接成系统,组成整体;支撑系统在混凝土结构施工过程中起支撑作用,保证楼面、梁底及悬挑结构的支撑稳固;紧固系统是保证模板成型的结构宽度尺寸,在浇注混凝土过程中不产生变形,模板不出现涨模、爆模现象。作为一个新兴行业在焊接方面对机器人的应用还相对较少,而铝模板机器人焊接工作站的成功应用无疑会推动此行业的发展。
2系统组成及特点
铝模板机器人焊接工作站是用于焊接建筑铝模板的专用设备。系统由FANUC焊接机器人、焊接电源、专用工装夹具及附属设施等部分组成,系统布置如图1。
2.1机器人本体
焊接机器人系统主要由机器人、控制柜、示教器及焊接电源等设备组成。
机器人本体采用FANUC R0iB型机器人(如图2),机器人本体的六个轴均采用交流伺服电机驱动,且配有刹车装置和温度检测安全装置。机器人控制器(M30iB Mate)具备高精度的直线、圆弧、点对点差补、直线+摆动、圆弧+摆动差补、曲线差补等功能。机器人示教器(TP)具有示教、编程、存储、检测、安全保护、绝对位置检测记忆、软PLC功能。
图2 R0iB机器人
2.2焊接电源
奥太焊接电源MIG-500RP脉冲型是全数字化MIG/MAG熔化极气保焊电源。
一脉冲一熔滴:几乎无飞溅、减少热输入防止工件变形,
图4 一脉冲一熔滴过程(高速摄影截图)
通过采用双脉冲焊接工艺,可以得到美观的鱼鳞状焊缝表面,扩大可焊接头间隙的范围,有效抑制焊接气孔缺陷的产生,细化晶粒、降低裂纹敏感性。
图5 脉冲工艺参数及熔滴形成
图6 铝合金单脉冲焊缝
图7 铝合金双脉冲焊缝鱼鳞纹
2.3工装夹具
工装夹具采用了气动翻转装置和精确定位装置。气动翻转装置减少了装卸工件的时间;精确定位装置保证了加强筋位置的准确性。
图8 工装夹具
3实际案例应用 3.1客户现场系统实物图
图9 工作站实物图
3.2机器人焊接优点
(1)电弧稳定,焊缝质量高,成形美观,焊接过程中飞溅小;
(2)工件焊后变形小,满足后续加工之要求;
(3)焊接效率高,是手工焊接效率的2倍左右(如附表);
(4)卓越的重复生产性,焊接成形及重现性好。
手工焊生产节拍计算:一个工件焊接时间+上下料时间+装夹工件时间+休息时间;
机器人生产节拍计算:双工位焊接,一个工件焊接时间。
附表 焊接效率对比
工件尺寸/米 |
手工焊时间/件 |
机器人焊时间/件 |
提高效率 |
1.2米 |
6min |
5min(2件) |
1.2 |
2.7米 |
11min |
5min |
1.2 |
3.3焊接效果
机器人焊接焊缝效果:焊接过程飞溅明显减小,焊缝表面光滑、成形均匀,不存在咬边等缺陷,有效地提高了焊缝质量,如图10。
图10 机器人焊接效果图
4 焊接机器人的使用意义
4.1提高焊接质量。用机器人对铝模板进行焊接时焊接参数、焊接速度、焊接姿态,都能保持稳定,减少了人为因素对焊缝质量的影响。
4.2改善工人的劳动强度。焊接机器人一次示教编程完成后,可自动完成同样工件的全部焊接工作,工人只需要在焊接结束后按动按钮装卸工件等简单的操作,远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等,改善了工人的劳动强度。
4.3提高生产效率。机器人焊接工作站,可以24h工作;双工位的焊接方式,省去了装卸工件的时间,从而大大提高了生产效率。
4.4产品周期明确。机器人的生产节拍是固定的,安排生产计划明确有序,易于控制生产。
5 结束语
焊接机器人在建筑铝模板上的成功应用,提高了产品的生产效率和质量,减轻了工人劳动强度,实现了柔性化管理,生产便于控制,实现了切实的效益,同时也降低了企业的人工成本,提高了企业在行业内的竞争力。
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