榮仕杰為您介紹什么是點焊機器人,中間的環(huán)節(jié)和要注意的事項,以及使用細節(jié)在下文中我們做了詳細的介紹。
在汽車生產(chǎn)過程中
點焊是一種高速
點焊是把焊件在接頭處接觸面上的個別點焊接起來
點焊要求金屬有較好的塑性
1、點焊的基礎(chǔ)知識
點焊通常分為雙面點焊和單面點焊兩大類
雙面點焊時,電極由工件的兩側(cè)向焊接處饋電。典型的雙面點焊方式是最常用的方式
常用于裝飾性面板的點焊
點焊通常采用搭接接頭和折邊接頭
在設(shè)計點焊結(jié)構(gòu)時
邊距的最小值取決于被焊金屬的種類
點距即相鄰兩點的中心距
規(guī)定點距最小值主要是考慮分流影響
裝配間隙必須盡可能小
單個焊點的抗剪強度取決于兩板交界上熔核的面積,為了保證接頭強度,除熔核直徑外,焊透率和壓痕深度也應(yīng)符合要求,焊透率的表達式為:η=h/δ-c×100%。兩板上的焊透率只允許介于20-80%之間。
鎂合金的最大焊透率只允許至60%。而鈦合金則允許至90%。焊接不同厚度工件時,每一工件上的最小焊透率可為接頭中薄件厚度的20%,壓痕深度不應(yīng)超過板件厚度的15%,如果兩工件厚度比大于2:1,或在不易接近的部位施焊,以及在工件一側(cè)使用平頭電極時,壓痕深度可增大到20-25%。
點焊接頭受垂直面板方向的拉伸載荷時的強度,為正拉強度。由于在熔核周圍兩板間形成的尖角可引起應(yīng)力集中,而使熔核的實際強度降低
多個焊點形成的接頭強度還取決于點距和焊點分布
焊接保證需要強度的地方焊接的間距會比較近,但是考慮到可能會出現(xiàn)的電焊分流的情況,焊點布置的時候應(yīng)考慮其焊接不牢固性,所以并不是越近越多越好,合理布置焊點才能得到更好的效果,一般來說,三層焊焊點比兩層焊焊點的間距稍遠一點。
焊點的施加原則一般不超過5mm,焊接板厚比例不超過1:3,超過這個值會造成焊核不在焊點最中心,甚至焊穿薄板的可能。三層焊焊接最厚跟最薄也不能超過1:3的原則。
焊點的多少應(yīng)以連接強度是否滿足需要為標(biāo)準(zhǔn),過多、過密的焊點只能增加焊接的成本,同時過密的焊點由于焊接分流的加大,焊接強度降低。
焊點位置是工藝和產(chǎn)品設(shè)計協(xié)調(diào)的結(jié)果重要焊點位置應(yīng)以CAE計算結(jié)果來設(shè)定,下表為不同料厚焊點剪切強度要求:
焊接時,先把焊件表面清理干凈,再把被焊的板料搭接裝配好,壓在兩柱狀銅電極之間,施加壓力P壓緊,當(dāng)通過足夠大的電流時,在板的接觸處產(chǎn)生大量的電阻熱,將中心最熱區(qū)域的金屬很快加熱至高塑性或熔化狀態(tài),形成一個透鏡形的液態(tài)熔池。繼續(xù)保持壓力P,斷開電流,金屬冷卻后,形成了一個焊點。鍍鋅鋼板大致分為電鍍鋅鋼板和熱浸鍍鋅鋼板,前者的鍍層比后者薄。
點焊鍍鋅鋼板用的電極,推薦用2類電極合金。相對點焊外觀要求很高時
使用焊鉗時
通常是根據(jù)工件的材料和厚度,參考該種材料的焊接條件表選取,首先確定電極的端面形狀和尺寸。其次初步選定電極壓力和焊接時間,然后調(diào)節(jié)焊接電流,以不同的電流焊接試樣,經(jīng)檢查熔核直徑符合要求后,再在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)電極壓力,焊接時間和電流,進行試樣的焊接和檢驗,直到焊點質(zhì)量完全符合技術(shù)條件所規(guī)定的要求為止。
最常用的檢驗試樣的方法是撕開法,優(yōu)質(zhì)焊點的標(biāo)志是:在撕開試樣的一片上有圓孔,另一片上有圓凸臺。厚板或淬火材料有時不能撕出圓孔和凸臺,但可通過剪切的斷口判斷熔核的直徑。必要時,還需進行低倍測量、拉抻試驗和X光檢驗,以判定熔透率、抗剪強度和有無縮孔、裂紋等。以試樣選擇工藝參數(shù)時,要充分考慮試樣和工件在分流、鐵磁性物質(zhì)影響
焊點直徑的量取由長軸測量數(shù)值加上與長軸垂直軸測量值除2來計算
鋁合金的點焊
鋁合金的應(yīng)用十分廣泛
(1)電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率較高必須采用較大電流和較短時間
(2)塑性溫度范圍窄、線膨脹系數(shù)大 必須采用較大的電極壓力
(3)表面易生成氧化膜
基于上述原因
1)能在短時間內(nèi)提供大電流
2)電流波形最好有緩升緩降的特點
3)能精確控制工藝參數(shù)
4)能提供價形和馬鞍形電極壓力
5)機頭的慣性和摩擦力小,電極隨動性好
當(dāng)前國內(nèi)使用的多為300-600KVA的直流脈沖
點焊鋁合金的電極應(yīng)采用1類電極合金
由于電流密度大和氧化膜的存在
防透鋁LF21強度低
采用價形壓力時,鍛壓力滯后于斷電的時刻十分重要
2、點焊機器人系統(tǒng)
(1)機器人本體
(2)伺服/氣動點焊鉗
(3)電極修磨器
(4)管線包
(5)焊鉗控制電纜
(6)水氣單元
(7)焊鉗冷水管
(8)焊鉗回水管
(9)點焊控制器冷水管(空冷不需要)
(10)冷水機
(11)點焊控制器
(12)機器人變壓器
(13)焊接電纜
(14)機器人控制器
(15)焊接控制器通訊線纜
(16) (17) (18)機器人線纜
(19)伺服編碼器線纜
(20)機器人示教器
(21)冷卻水開關(guān)
(22)供電電源
根據(jù)白車身點焊焊鉗負載及臂展的統(tǒng)計
焊接控制器分為工頻和中頻兩種,焊接控制器有以下功能:
1
2、焊點計數(shù)器功能
3、獨立監(jiān)控焊核成長,并獨立補償實際焊核與要求焊核的變化。
4、確保每個焊點直徑。
5、自動補償焊接擾動。
6、焊接過程中焊接時間和電流自適應(yīng)變化。
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中頻焊接控制器變壓器更小更輕,能提供持續(xù)高能量
擁有緊湊的脈沖形式
此外,中頻焊接控制器還有以下特點:焊接參數(shù)的精確調(diào)整(動態(tài)調(diào)整和自適應(yīng)的調(diào)整)
點焊鉗:用于實現(xiàn)對焊接的工件(板材)的加壓。機器人使用的焊鉗通常是變壓器與鉗體安裝在一起
機器人點焊鉗必須與點焊工件所要求的焊接規(guī)范相適應(yīng),基本原則是:
1、根據(jù)工件的材質(zhì)和板厚,確定焊鉗電極的最大短路電流和最大加壓力;
2、根據(jù)工件的形狀和焊點在工件上的位置,確定焊鉗鉗體的喉深、喉寬、電極握桿、最大行程、工作行程等;
3、綜合工件上所有焊點的位置分布情況,確定選擇何種焊鉗,通常有四種焊鉗比較普遍,即:C型單行程焊鉗、C型雙行程焊鉗、X型單行程焊鉗、X型雙行程焊鉗;
4、在滿足以上條件的情況下,盡可能地減小焊鉗的重量。
伺服焊鉗相較氣動焊鉗的優(yōu)勢:
1、機器人與焊鉗同步協(xié)調(diào)運動,大大提高生產(chǎn)節(jié)拍
2、焊接中壓力與熱量同步增長,更可靠保證焊點質(zhì)量
3、擴展工藝過程控制
4、增強診斷及監(jiān)控
5、簡化焊鉗設(shè)計,提高柔性
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7、減少生產(chǎn)成本(耗氣,備件)
8、一個焊接循環(huán)后自動調(diào)整電極帽零位
9、換槍后檢查/調(diào)整焊鉗,在斷開伺服控制時焊鉗臂位移后可進行修正焊鉗零位
減少生產(chǎn)節(jié)拍體現(xiàn)在:
1、使焊點間及障礙物的跳轉(zhuǎn)路徑最小化。
2、可隨意縮短電極開口減小關(guān)閉焊鉗時間。
3、焊接開始信號發(fā)出后可更快更好的控制加壓。
4、焊接完成信號發(fā)出后可更快打開焊鉗。
5、更快的更改焊接壓力。
6、減小電極更換及修磨時間。
7、換槍、電極修磨及更換后快速標(biāo)定。
提高焊接質(zhì)量體現(xiàn)在:
1、軟接觸可實現(xiàn)極少的產(chǎn)品沖擊
2、高精確度的可重復(fù)性加壓
3、焊接中精確恒壓控制
4、更穩(wěn)定的電極管理及控制
增強診斷及監(jiān)控體現(xiàn)在:
1、壓力監(jiān)控,防止壓痕過深、焊點裂紋現(xiàn)象
2、電極帽診斷,監(jiān)控電極磨損
3、電極修磨器狀況
4、多層板的聯(lián)結(jié)狀態(tài)
5、換槍及急停后的位置診斷
簡化焊鉗設(shè)計,提高柔性:
1、焊接壓力范圍增大
2、無大開口及小開口限制,優(yōu)化焊鉗臂定位
3、不同工作站利用同一個焊鉗設(shè)計
4
5
降低維修率
1、更容易進行錯誤追蹤
2.診斷及預(yù)防性保養(yǎng)
3
4
減少生產(chǎn)成本體現(xiàn)在:
1、耗氣量
2
3
4、維修費用
5
伺服點焊平衡補償技術(shù)
機械平衡
軟件平衡
焊接位置修正:允許編程誤差+/-3mm
釋放固定焊鉗臂:可釋放固定焊鉗臂5mm
焊鉗臂偏差補償:可補償焊鉗臂偏差5mm
電極帽測量及補償 :測量電極帽并可補償0-10mm 金屬板的位置+/- 1 mm
水氣單元: