Комплексное руководство по эксплуатации сварочного робота
Сварочный робот состоит из двух частей: самого робота и сварочного оборудования. Использование сварочных роботов не только стабилизирует и повышает качество сварки, а также увеличивает производственную эффективность, но и снижает требования к квалификации сварщиков, тем самым сокращая цикл подготовки к обновлению продукции и уменьшая соответствующие капитальные затраты на оборудование.
Требования к сварочной проволоке для сварочных роботов
Роботы могут использовать сварочную проволоку как барабанного, так и катушечного типа в зависимости от потребностей. Для снижения частоты замены проволоки рекомендуется применять проволоку барабанного типа. Однако из-за большой длины шланга подачи проволоки сопротивление возрастает, поэтому требуется более высокая жёсткость проволоки и другие улучшенные характеристики. При использовании проволоки с несколько пониженным качеством медного покрытия трение может привести к его стиранию с поверхности проволоки, что уменьшает внутренний объём направляющей трубки. Это повышает сопротивление при высокоскоростной подаче проволоки, вызывая неравномерную подачу проволоки, вибрацию, нестабильность дуги и ухудшение качества сварного шва. В тяжёлых случаях возможно заклинивание проволоки, приводящее к остановке робота. Поэтому направляющую трубку для сварочной проволоки необходимо регулярно очищать.
Анализ и методы устранения сварочных дефектов при работе сварочных роботов
При роботизированной сварке применяется защитная сварка аргонсодержащей смесью газов. Распространённые сварочные дефекты включают смещение шва, подрез и пористость. Конкретный анализ приведён ниже:
(1) Неправильное совмещение сварных швов может быть вызвано некорректным положением при сварке или проблемами с позиционированием сварочного пистолета. В этом случае проверьте точность TCP (положение центральной точки сварочного пистолета) и при необходимости скорректируйте его. Если такая ситуация возникает часто, проверьте нулевое положение каждой оси робота и выполните повторную калибровку.
(2) Подрез характеризуется желобообразными впадинами на кромке сварного шва основного металла, часто проявляющимися с обеих сторон покрывающего шва. Основные причины включают чрезмерную скорость сварки, чрезмерную амплитуду колебаний, недостаточное время выдержки на кромках или чрезмерный сварочный ток. Методы устранения: соответствующее снижение скорости сварки, уменьшение амплитуды колебаний, увеличение времени выдержки на кромках и применение метода сварки «вперед», при котором угол наклона горелки составляет 5–10° вперёд. Несплавление и непровар — серьёзные внутренние дефекты, обычно вызываемые недостаточным сварочным током, чрезмерной скоростью сварки, чрезмерным углом разделки кромок, отклонением центра сварочной горелки от оси шва или неполной очисткой межслойных швов. Для устранения этих дефектов следует увеличить сварочный ток, снизить скорость сварки и увеличить амплитуду колебаний для обеспечения надёжного охвата обеих кромок разделки. Также необходимо усилить очистку межслойных швов. При многослойной многоходовой сварке толстых листов особое внимание следует уделять сплавлению как по кромкам разделки, так и в зонах стыковки слоёв.
(3) Появление пористости. Пористость в основном связана с защитным газом, включая неправильную скорость подачи газа, недостаточную чистоту газа, засорение сопла, утечку газа в магистрали и наличие масла или ржавчины на поверхности заготовки либо влаги на сварочной проволоке. Для устранения этой проблемы необходимо оптимизировать параметры газа до 15–25 л/мин, проверить газовую систему, очистить сопла и улучшить условия рабочей среды, обеспечив скорость ветра ниже 2 м/с. Поверхность заготовки следует тщательно очистить перед сваркой. Избыточное разбрызгивание обычно вызвано несоответствием сварочных параметров, чрезмерной длиной вылета проволоки или низким качеством сварочной проволоки. Устранить его можно путём корректировки соответствия напряжения и тока, контроля длины вылета проволоки в диапазоне 10–15 мм, использования безмедной или высококачественной меднолужёной сварочной проволоки, а также применения смеси Ar+CO₂.
(4) Чрезмерное разбрызгивание может быть вызвано неправильным выбором сварочных параметров, проблемами с составом защитного газа или чрезмерно большой длиной вылета сварочной проволоки. Регулировка выходной мощности позволяет изменить сварочные параметры, корректировка соотношения компонентов газовой смеси восстанавливает требуемые пропорции защитного газа, а регулировка относительного положения сварочного пистолета и изделия также способствует устранению этой проблемы.
(5) После охлаждения в конце шва образуется кратер дуги. Добавление функции заполнения кратера при программировании позволяет устранить этот кратер.
Распространённые неисправности сварочных роботов и способы их устранения
(1) Столкновение пистолета. Это может быть вызвано отклонением при сборке изделия или неточностью задания TCP сварочного пистолета. Проверьте сборку изделия или скорректируйте TCP сварочного пистолета.
(2) Отсутствие дуги, невозможность её зажигания. Причиной может быть отсутствие контакта сварочной проволоки с изделием или слишком низкие технологические параметры. Выполните ручную подачу проволоки, отрегулируйте расстояние между сварочным пистолетом и швом или соответствующим образом скорректируйте технологические параметры.
(3) Сигнал тревоги контроля защитного газа. Это указывает на неисправность в системе подачи охлаждающей воды или защитного газа. Проверьте трубопроводы охлаждающей воды или защитного газа.
Как обеспечить качество обрабатываемой детали
Будучи роботом с обучением и воспроизведением, он должен обеспечивать постоянное качество и точность сборки обрабатываемой детали.
Применение сварочных роботов требует строгого контроля качества подготовки деталей и повышения точности сборки. Качество поверхности деталей, размеры скосов и точность сборки влияют на эффективность отслеживания сварочного шва. Для повышения качества подготовки деталей и точности сборки под сварку можно использовать следующие меры:
(1) Разработка сварочных процессов специально для сварочных роботов с жесткими технологическими требованиями к геометрическим размерам деталей, разделкам под сварку и сборочным размерам. Как правило, допуски на размеры деталей и разделок должны составлять не более ±0,8 мм, а погрешности сборки — не более ±1,5 мм. Это позволяет значительно снизить вероятность возникновения сварочных дефектов, таких как поры и подрезы.
(2) Использование высокоточных сборочных приспособлений для повышения точности сборки сварных конструкций.
(3) Сварные швы должны быть тщательно очищены от масла, ржавчины, сварочного шлака, окалины от резки и других загрязнений. Допускается применение сварочного грунта. В противном случае снижается вероятность устойчивого зажигания дуги. Прихваточную сварку следует заменить электродуговой сваркой на сварку в защитной газовой среде. Одновременно область прихваточной сварки должна быть зашлифована для предотвращения остатков шлака или пористости, вызванных прихваточной сваркой, что исключает нестабильность дуги и даже брызги металла.
Обобщение методов программирования
(1) Выберите разумную последовательность сварки. Последовательность сварки должна быть определена таким образом, чтобы минимизировать деформацию при сварке и длину траектории перемещения сварочного пистолета.
(2) Пространственный переход сварочного пистолета требует кратчайшей, плавной и безопасной траектории движения.
(3) Оптимизируйте параметры сварки. Для определения наилучших параметров сварки подготовьте образцы для сварочных испытаний и оценки технологического процесса.
(4) Обоснованное положение позиционера, ориентация сварочного горелки и положение сварочной горелки относительно сварного шва. После закрепления заготовки на позиционере, если сварной шов не находится в идеальном положении и под нужным углом, во время программирования необходимо непрерывно корректировать положение позиционера, чтобы последовательно привести сварной шов в горизонтальное положение. Одновременно требуется непрерывно корректировать положения каждой оси робота, чтобы обоснованно определить положение, угол наклона и длину вылета электрода сварочной горелки относительно сварного шва. После определения положения заготовки визуальное определение положения сварочной горелки относительно сварного шва программистом затруднено. Это требует от программистов умения систематизировать и накапливать практический опыт.
(5) Вовремя вставляйте программу очистки горелки. После написания сварочной программы определённой длины программу очистки горелки следует вставить незамедлительно. Это предотвращает засорение сварочного сопла и контактного наконечника брызгами расплавленного металла, обеспечивает чистоту горелки, продлевает срок службы сопла, гарантирует надёжное возбуждение дуги и снижает образование сварочных брызг.
(6) Программирование, как правило, не выполняется за один этап. Оно требует непрерывного тестирования и корректировки в процессе роботизированной сварки — подстройки сварочных параметров, положения горелки и т.д., чтобы создать качественную программу.
Эксплуатационные расходы и анализ управления
Смазочные материалы с аналогичными эксплуатационными характеристиками и эффективностью могут быть заменены на более дешёвые аналоги. Усиление технического обслуживания в процессе сварки продлевает срок службы расходных деталей, таких как сопла и контактные наконечники. Кроме того, профилактическое обслуживание роботизированной системы эффективно увеличивает срок службы компонентов.
Высококвалифицированные менеджеры, техники и операторы необходимы для достижения роботами максимальной эффективности. Успех работы сварочного робота на предприятии в значительной степени зависит от его персонала; поэтому стабильный состав персонала имеет решающее значение.
