Các kỹ thuật lập trình robot hàn
Việc sử dụng robot hàn thể hiện một bước tiến xa hơn nữa trong công nghệ hàn công nghiệp của đất nước tôi. Sản xuất tự động hóa bằng robot đã trở thành một xu hướng phát triển chủ đạo; do đó, người lao động cần nỗ lực nâng cao kiến thức chuyên môn về robot hàn. Hàn là công đoạn không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực gia công công nghiệp, chẳng hạn như sản xuất ô tô và đóng tàu. Quá trình hàn gây hại rất lớn cho cơ thể con người và môi trường làm việc cực kỳ khắc nghiệt. Tuy nhiên, sự ra đời của robot hàn có thể giải quyết vấn đề này. Nhiều người có thể thấy đây là một chủ đề rất phức tạp, vì vậy chúng ta hãy cùng thảo luận ngắn gọn về các kỹ thuật lập trình hàn bằng robot.
Chất lượng lập trình của robot hàn trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu suất hàn và chất lượng hình thành mối hàn. Bài viết này, dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật ngành và kinh nghiệm thực tiễn, trình bày một cách hệ thống các kỹ thuật lập trình robot hàn, bao gồm lập trình bằng phương pháp dạy học (teach programming), lập trình ngoại tuyến (offline programming), tối ưu hóa quỹ đạo, thiết lập thông số và ứng dụng các chức năng nâng cao.
Các kỹ thuật lập trình robot hàn có thể được khái quát như sau:
1. Chọn trình tự hàn hợp lý nhằm giảm biến dạng hàn và chiều dài đường đi của mỏ hàn.
2. Sự chuyển vị không gian của mỏ hàn yêu cầu quỹ đạo chuyển động ngắn, trơn tru và an toàn.
3. Tối ưu hóa các thông số hàn. Để xác định các thông số hàn tối ưu, cần chế tạo mẫu thử nghiệm để tiến hành các thử nghiệm hàn và đánh giá quy trình.
Bắt cung điện từ từ: Trong giai đoạn bắt cung điện, dòng điện tăng dần lên giá trị đã thiết lập trong khoảng thời gian 0,5–1,0 giây nhằm tránh hiện tượng sốc khi bắt cung điện.
Kết thúc hồ quang với sự thay đổi dần dần: Trong giai đoạn kết thúc hồ quang, dòng điện giảm dần để lấp đầy vết lõm trong khoảng thời gian 0,5–1,5 giây.
Điều chỉnh thông số giữa các lớp: Sử dụng dòng điện thấp cho lớp đáy (để giảm nguy cơ thấu sâu không đủ), tăng dòng điện cho lớp đệm, và giảm thích hợp tốc độ hàn cho lớp phủ nhằm đảm bảo hình thành mối hàn đúng yêu cầu.
4. Sử dụng vị trí đặt thiết bị định vị, tư thế mỏ hàn và vị trí mỏ hàn tương đối so với mối hàn một cách hợp lý. Sau khi chi tiết gia công được cố định trên thiết bị định vị, nếu đường hàn chưa ở vị trí và góc lý tưởng, thiết bị định vị phải được điều chỉnh liên tục trong quá trình lập trình nhằm đảm bảo đường hàn lần lượt đạt được vị trí nằm ngang theo đúng trình tự hàn. Đồng thời, vị trí các trục của robot cũng phải được điều chỉnh liên tục để xác định một cách hợp lý vị trí, góc nghiêng và chiều dài phần dây hàn thò ra của mỏ hàn so với mối hàn. Sau khi xác định xong vị trí chi tiết gia công, người lập trình phải quan sát trực quan vị trí mỏ hàn tương đối so với mối hàn — việc này khá khó thực hiện. Do đó, người lập trình cần thành thạo trong việc tổng kết và tích lũy kinh nghiệm.
5. Chèn chương trình làm sạch mỏ hàn ngay lập tức. Sau khi viết xong một chương trình hàn có độ dài nhất định, cần chèn ngay chương trình làm sạch mỏ hàn. Việc này ngăn ngừa xỉ hàn bám tắc đầu phun và đầu tiếp xúc của mỏ hàn, đảm bảo độ sạch của mỏ hàn, kéo dài tuổi thọ đầu phun, đảm bảo khả năng đánh lửa hồ quang ổn định và giảm thiểu xỉ hàn.
6. Việc lập trình nói chung không nên thực hiện trong một bước duy nhất. Quá trình hàn robot đòi hỏi phải kiểm tra và điều chỉnh liên tục, chẳng hạn như hiệu chỉnh các thông số hàn và tư thế mỏ hàn, nhằm xây dựng một chương trình hàn đạt chất lượng tốt.
Tư thế mỏ hàn đóng vai trò then chốt đối với hình dạng vũng hàn nóng chảy và hình thành mối hàn:
Góc hàn: Góc giữa mỏ hàn và bề mặt chi tiết gia công thường được khuyến nghị ở mức 70°–80° (hàn đẩy) hoặc 10°–20° (hàn kéo), tùy chỉnh theo độ dày tấm và vị trí hàn.
Nội suy tư thế: Đối với các mối hàn cong phức tạp, phương pháp nội suy tuyến tính cầu dựa trên quaternion được sử dụng để thực hiện nội suy tư thế trong lân cận điểm dạy. Điều này tối đa hóa độ mượt mà của chuyển động mỏ hàn và nâng cao chất lượng mối hàn.
Tránh va chạm: Khoảng cách an toàn phải được duy trì giữa mỏ hàn và phôi trong quá trình dạy để tránh va chạm. Thông thường, khe hở an toàn được thiết lập ở mức 5–10 mm.
Đây là các kỹ thuật lập trình dành cho robot hàn. Robot hàn có thể đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng nhất từ đầu đến cuối và giữ người lao động tránh xa môi trường làm việc khắc nghiệt, từ đó bảo vệ an toàn cho người lao động — điều mang lại lợi ích rất lớn cho sự phát triển doanh nghiệp.
