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206060机器人焊接工装(典型钣金校型工装)

发布时间:2018-02-04 08:45 阅读

206060机器人焊接工装(典型钣金校型工装)


 
工件模型:
 
工装模型
项目方案:
一、工件/任务分析
a)       产品的结构及尺寸
角接接头,部份熔透焊焊缝(参考上图红色线焊接位置细节)。
b)       焊接接头部位的材质与厚度
1.2mmSPCC角焊(上图红色线为焊缝位置,对称四个内角)。材质都为冷轧板,属低碳钢。
c)       焊缝形状、尺寸及其他细节
本接头形式为典型的角焊缝(内角焊缝),由于焊接后无需打磨,本案预设的熔深为1.0mm左右,属部分熔透焊缝(避免完全熔透后带来的板材烧穿而增加修磨工序)。
为最大限度减小焊接应力导致焊接后变形和控制焊接成型后的热影响区,焊接过程控制考虑增加散热辅助装置。
d)       焊接接头质量等级
焊接母材为SPCC,同种材料间的焊接,产品焊缝无密封性和承受动载要求。焊缝成型美观,表面要求无气孔,裂纹,未熔合等外观欠缺。
 
二、旧焊接工艺过程简述:
a)       旧工艺过程简述:“母材为SPCC,现所用的焊丝为ER50-6,现焊接工艺是预先手工点焊预定位组装侧梁,点焊完成后再手工焊接”。
b)       旧工艺解读:
1.     SPCC为低碳钢(含碳量≤0.20%),可焊性较好(无明显的淬硬及热裂纹倾向),在环境温度大于5℃时,不需要焊前预热。可直接施焊。焊后也不需要做特别的热处理以改善组织。
2.     为保证内部组织的一致性对焊缝成型及控制热影响区有一定的要求,控制焊缝成型以减小焊缝内部欠缺和焊接内应力,减小热影响区,提高产品的使用性能。
3.     控制稳定的热输入,降低熔池温度差异及缩小高温区域,减小热变形。
4.     手动拼接,焊接后产品外形尺寸一致性不够好。
5.     焊接后焊缝无需修磨处理而进入喷涂工艺。
为此,控制焊缝内部缺陷(稳定电弧及寻迹可靠)及控制焊缝侧的热影响区。增加自动夹紧定位焊接工装配合焊接机器人以保证焊接后工件尺寸、节约人工、材料成本,提高焊接效率。
 
三、本项目诉求:
a)         手工焊,焊工缺,效率低/生产周期长,内部缺陷及热影响区控制不稳定。
b)        手工目视拼焊,焊接后工件一致性不够好。
c)         使用新的自动焊接工艺代替旧工艺,配合必要的焊接工装夹持、辅助散热,以提高效率,缩短生产周期。
d)        使用自动化焊接机构代替手工焊,以减少人力成本。简化管理。
 
四、机器人自动焊接工艺规划-FANAC机器人+自动焊接工装
包括两大方面的资料:一是推荐的资源(人、机、物、法、环等),二是过程控制(焊前准备,过程关键点控制,焊后处理)
a)         焊接工艺采用机器人MAG焊接,焊丝用ER50-6 直径0.8mm。富氩混合气体保护的熔滴过渡方式。
b)        配合使用的焊接工装采用一次装夹,完成4内角的焊缝,焊缝长度设计为15~20mm,立向下焊接。
c)         夹持工装采用气缸活动模组控制推紧/压紧机构以修正工件折弯后尺寸/角度的差异性(当然,工件折弯的一致性能控制得足够好那就最好不过了,但是薄板折弯后有回弹特点,一般薄板工件折弯后的一致性都不是很好)和有效控制薄板焊接后的应力变形,外形尺寸收缩。推紧/压紧机构采用铰链连接方便工件上/下料。
d)        焊接位置背面采用铜块衬垫,强迫散热以减少焊接应力导致的焊接收缩和最大限度控制焊接热影响区,避免薄板焊穿。目前焊接用的较为普遍的散热方式有两种,一种是循环水冷或空冷,一种是使用导热性好的材料做衬垫,前者一般用在焊接量大,焊缝较长同时板材较薄对热敏感的施焊工艺中,后者用于焊接量相对较小的工艺中,前者的结构设计更为复杂,针对工件的焊接量,本案采用铜块衬垫强迫散热的施焊工艺。
e)         初期方案设计为节约成本及合理利用资源,采用手工上/下料,单件焊接,同时有预留自动上下料接驳和多个工件一次上/下料焊接。
f)         采用电磁阀感应系统监控工装工作状态,并与机器人互动。
五、自动化焊接系统规划:主机构由3个部份组成,另有配套焊机系统、工作站外围系统及相关电控未画出

1.       上/下侧梁
2.       推紧/压紧机构
3.       辅助散热定位铜垫块
4.       定位凸台
5.       气缸
6.       气缸活动模组
 
一、施焊流程
a)         机械臂回至Home点,等待焊接指令。
b)        手动安装工件到焊接工装托架上。
c)         启动气缸。
d)        工件推至设定的安装基准点,同时定位/压紧工件。
e)         电磁阀感应工件安装到位,启动焊接指令。
f)         机器人行走到设定的工件原点,开始焊接。
g)        焊接完成机器人回到Home点,推紧/压紧机构松开。
h)        取下焊接完成的工件。
i)          进入下一循环焊接。
二、备注:此焊接工装采用气缸回退避位设计,推紧/压紧机构松开后,会自动回退至设定的起始点方便工件的装夹与卸夹。
现场调试:




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