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串联式焊接机器人
作者:Cloos Schweißtechnik
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工业机器人展厅
大负载机器人, 直角坐标机器人, 机械手, ...
奥地利利勃海尔工厂制造的产品是轮式装载机。为了焊接装载机的铲斗转臂,该企业投资了70万欧元购置两台机器人。用串联式机器人与手工焊接相比,生产能力提高 4到5倍。

利勃海尔工厂生产14种型号的轮式装载机,其自重从5吨到25吨,其倾覆负荷最大为18吨,挖斗容量为0.7~5立方米。这种轮式装载机动力燃料消耗少,污染低,因而实现了经济性与环保的平衡。这些成效都归功于一系列的技术创新。例如,在铲斗转臂的焊接中,2台机器人相对于手工焊接,其生产效率提高了4到5倍,并且几乎百分之百地保证了焊缝质量的一致性。该工厂每年生产1,200~1,800台轮式装载机,经济效益相当可观。Carl Cloos焊接技术有限公司为利勃海尔提供此种焊接机器人。

特殊的变位器

轮式装载机铲斗转臂是一种高强度、高安全性的部件。外力经由铲斗和其它构件,传递到长达2,200到3,500毫米的转臂上。铲斗装载的砂砾、泥土、岩石和其它材料的总重量都由转臂承担。

为了焊接此种铲斗转臂,利勃海尔购置了2台机器人。第1台机器人用于将与斗柄铰接点的整体轴承衬套焊到转臂的侧面;第2台机器人,用于使斗轴与转臂左右侧的构件彼此焊接成一体。大型铲斗转臂的斗轴由高强度钢制作,而小型铲斗转臂的斗轴则是由细晶粒的结构钢制作。转臂侧板和整体轴承的衬套由同一种材料制作。

焊接过程的核心部分是装有新开发的带有机器人2的特殊变位器。这种变位器的特殊之处在于:焊接机器人放置在挖掘机两转臂构件之间的摆动轴上。这样,焊接斗轴与2个转臂构件时,机器人可始终可最佳地接近工件。在合理的焊接过程中,被焊工件不必复位即可按要求转换3~6个焊接位置。这种专用的变位器与焊接过程同步,可控制的两个轴向的有效负重最大至7.5吨。

高焊接质量的前提条件是斗轴焊接处的焊缝要精细准备。与手工焊接时的窄梅花形状相比,在用机器人焊接的情况下,其焊缝应具有更大的坡口角。按照轮式装载机型号的不同,中空的斗轴的壁厚在22毫米和35毫米之间,而转臂构件侧板的厚度在30毫米和55毫米之间。将斗轴与侧向构件焊接成一体的工作,与手工焊接焊位变换达20次相比,使用串联式焊接和摆动式焊矩,其焊接位置变换次数减少到仅为3到6次。此外,这种焊接工艺,焊缝几何形状明显有利于铲斗转臂上的力传递。减少位置转换次数也降低了被焊工件出现收缩量。因此,可更好地控制因受热而产生的扭转变形,大大减少了调整所需的费用。

回转变位器和可回转的纵向作业机构

在机器人1中,Romat 360型机器人带有一个10米纵向作业机构和两侧配置带2个支座的回转变位器。 由模锻锻造的或者由火焰切割制作的轴承整体衬套,在水平垂直位置焊于转臂的侧向构件上。双层角焊缝由一层根部焊道和两层面层焊道组成。

被焊工件的夹紧装置适用于各种型号的装载机转臂。在机器人1做准备的时候,操作员首先夹紧侧向部件,用梳形样板使轴承的整体衬套置于正确的位置上,并按照手工焊接的做法将它点焊定位。加设防护罩,以预防焊接时的焊花影响其配合面。在焊接结束焊缝冷下来之后,在机器人2的位置,把左右两侧的转臂构件连同斗轴一起,固连在专门的夹紧框架内,点焊定位后紧固于专用的变位器上。

除了生产能力之外,在设计机器人设备的时,对安全性要求也很高。两个机器人的工作区域应完全屏蔽。焊接时联动的排气罩可保证安全地排出所产生的烟气。

连续控制焊接过程符合焊接工作标准。借助磨样显微照片,可以用抽样方式复检焊缝质量。在设计阶段已经执行了为认可这种焊接方法所必需的检验。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (3/18/2005)
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