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机器人焊接自动化应用的问题与解决

来源:大界发布时间:2022-03-23

目前应用中的焊接机器人仍然是“示教再现型”,其焊接路径和工艺参数是预先设置的,对作业条件的一致性要求非常严格,并且在焊接过程中缺少对外部信息传感反馈和实时调节的功能。

然而,实际焊接过程中的环境和条件的变化是不可避免的,如焊接工件加工和装配误差造成接头位置、焊缝间隙和尺寸的分散性,示教轨迹与实际焊缝的差异、焊接过程中热变形、熔透及焊缝成形不稳定等因素都会引起焊接质量的波动,并导致焊接缺陷的产生。

机器人焊接自动化应用的问题与解决

为了克服焊接过程中各种不确定性因素对精密焊接质量的影响,迫切需要采用信息反馈、智能控制等技术提高现行焊接机器人的适应性或智能化水平,使之能实现初始焊位识别与自主导引、实时焊缝纠偏与跟踪,焊接熔池动态特征信息获取、工艺参数自适应调节和焊缝成形的实时控制,即实现机器人焊接过程的自主智能控制,从而弥补焊接机器人在自动焊接方面的不足。   

随着对机器人研究的不断深入和机器人领域的不断拓展,机器人仿真系统作为机器人设计和研究的安全可靠、灵活方便的工具,在本领域发挥着重要作用。《OPENGL在工业机器人动态仿真中的应用》一文结合6R(旋转关节)焊接机器人,对6R机器人仿真系统的开发进行了探讨。并给出了开发的仿真界面和系统图形交互的过程。实现多自由度、多关节机器人的动态仿真,达到考查研究多自由度、多关节机器人的目的。   

《视觉传感铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统》一文中,描述了针对铝合金在焊接过程中热积累作用强、恒参数焊接时容易产生各种缺陷的问题,设计了模糊专家控制系统。通过CCD获得熔池的图像以及相应的图像处理软件计算出熔宽的大小,然后该模糊控制器控制焊接热输入,专家系统负责脉冲参数匹配,从而维持熔宽不变,即保证了焊接质量的稳定性,适应于机器人焊接自动化的生产要求。   

其他的措施包括对焊接机器人外围结构进行改造、焊接工艺改造。在钢结构等现场施工中,结构件形状复杂,除常规的圆形、方形的工件外,还有间断不连续的、椭圆形的、外形渐变的工件以及厚壁、大型工件,要想最大限度解决现场的自动化焊接,充分发挥焊接机器人的现场施工利用率,提高焊接效率,难度是比较大的。通过总结“鸟巢”的现场焊接实践和后续大量的焊接工程实践,研发了RHC-2、RHC-3系列柔性轨道焊接机器人,可选用直导轨、圆导轨、柔性导轨实现各种复杂曲面的全位置焊接,设计出在线焊缝轨迹示教、在线全位置焊接参数控制、离线焊接参数设置等职能控制程序,并开发自主学习开放式专家系统,可以适应不规则焊缝的轨迹跟踪,实现多层多道焊及全位置焊的机器人焊接自动化  


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