焊接機器(qì)人(rén)應用的常見問題與解決措施及編程技巧
随着制造業勞動成本的上(shàng)漲，工業機器(qì)人(rén)産品價格的不斷下(xià)降，人(rén)們更加追求更舒适的工作(zuò)條件，工業機器(qì)人(rén)的應用每年遞增。
工業機器(qì)人(rén)由操作(zuò)機（機械本體(tǐ)）、控制器(qì)、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是一(yī)種仿人(rén)操作(zuò)、自動控制、可重複編程、能(néng)在三維空間(jiān)完成各種作(zuò)業的機電一(yī)體(tǐ)化(huà)自動化(huà)生(shēng)産設備，特别适合于多品種變批量的柔性生(shēng)産。它對穩定、提高産品質量，提高生(shēng)産效率改善勞動條件和産品的快(kuài)速更新(xīn)換代起着十分(fēn)重要的作(zuò)用。
自從20世紀60年代初，人(rén)類創造了(le)第一(yī)台工業機器(qì)人(rén)以後，工業機器(qì)人(rén)就(jiù)顯示出它極大的生(shēng)命力，在短短40多年的時(shí)間(jiān)中，工業機器(qì)人(rén)技術得到了(le)迅速的發展，工業機器(qì)人(rén)已在工業發達國家的生(shēng)産中得到了(le)廣泛的應用。目前，工業機器(qì)人(rén)已廣泛應用于汽車及汽車零部件制造業、機械加工行業、電子(zǐ)電氣行業、橡膠及塑料工業、食品工業、木材與家具制造業等領域中。在工業生(shēng)産中，焊接機器(qì)人(rén)、裝配機器(qì)人(rén)、噴塗機器(qì)人(rén)及搬運機器(qì)人(rén)等工業機器(qì)人(rén)都已被大量采用。本文以下(xià)重點介紹焊接機器(qì)人(rén)。
焊接機器(qì)人(rén)
焊接機器(qì)人(rén)是從事(shì)焊接（包括切割與噴塗）的工業機器(qì)人(rén)，它主要包括機器(qì)人(rén)和焊接設備兩部分(fēn)。其中，機器(qì)人(rén)由機器(qì)人(rén)本體(tǐ)和控制櫃（硬件及軟件）組成；而焊接裝備，以弧焊及點焊為(wèi)例，則由焊接電源（包括其控制系統）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分(fēn)組成。對于智能(néng)機器(qì)人(rén)，還應配有傳感系統，如(rú)激光或攝像傳感器(qì)及其控制裝置等。
1、點焊機器(qì)人(rén)的特點
由于采用了(le)一(yī)體(tǐ)化(huà)焊鉗，焊接變壓器(qì)裝在焊鉗後面，所以點焊機器(qì)人(rén)的變壓器(qì)必須盡量小型化(huà)。對于容量較小的變壓器(qì)可以用50Hz工頻交流，而對于容量較大的變壓器(qì)，工業上(shàng)已經開始采用逆變技術把50Hz工頻交流變為(wèi)600～700Hz交流，使變壓器(qì)的體(tǐ)積減少、減輕。變壓後可以直接用600～700Hz交流電焊接，也(yě)可以再進行二次整流，用直流電焊接，焊接參數由定時(shí)器(qì)調節。目前，新(xīn)型定時(shí)器(qì)已經微機化(huà)，因此機器(qì)人(rén)控制櫃可以直接控制定時(shí)器(qì)，無需另配接口。點焊機器(qì)人(rén)的焊鉗，用電伺服點焊鉗，焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅動，碼盤反饋，使焊鉗的張開度可以根據實際需要任意選定并預置，而且電極間(jiān)的壓緊力也(yě)可以無級調節。
自動焊接機器(qì)人(rén)
電伺服點焊鉗具有如(rú)下(xià)優點：
（1）每個(gè)焊點的焊接周期可大幅度降低(dī)，因為(wèi)焊鉗的張開程度是由機器(qì)人(rén)精确控制的，機器(qì)人(rén)在點與點之間(jiān)的移動過程，焊鉗就(jiù)可以開始閉合；而焊完一(yī)點後，焊鉗一(yī)邊張開，機器(qì)人(rén)就(jiù)可以一(yī)邊位移，不必等機器(qì)人(rén)到位後，焊鉗才閉合或焊鉗完全張開後機器(qì)人(rén)再移動。
（2）焊鉗張開度可以根據工件的情況任意調整，隻要不發生(shēng)碰撞或幹涉，可盡可能(néng)減少張開度，以節省焊鉗開度，節省焊鉗開合所占的時(shí)間(jiān)。
（3）焊鉗閉合加壓時(shí)，不僅壓力大小可以調節，而且在閉合時(shí)兩電極是輕輕閉合，可減少撞擊變形和噪聲。
2、弧焊機器(qì)人(rén)的特點
弧焊機器(qì)人(rén)多采用氣體(tǐ)保護焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機器(qì)人(rén)上(shàng)作(zuò)電弧焊。由于機器(qì)人(rén)控制櫃采用數字控制，而焊接電源多為(wèi)模拟控制，所以需要在焊接電源與控制櫃之間(jiān)加一(yī)個(gè)接口。
近年來(lái)，國外機器(qì)人(rén)生(shēng)産廠都有自己特定的配套焊接設備，在這(zhè)些(xiē)焊接設備内已經插入相應的接口闆，所以弧焊機器(qì)人(rén)系統中并沒有附加接口箱。應該指出的是，在弧焊機器(qì)人(rén)工作(zuò)周期中，電弧時(shí)間(jiān)所占的比例較大，因此在選擇焊接電源時(shí)，一(yī)般應按持續率100％來(lái)确定電源的容量。送絲機構可以裝在機器(qì)人(rén)的上(shàng)臂上(shàng)，也(yě)可以放(fàng)在機器(qì)人(rén)之外，前者焊槍到送絲機之間(jiān)的軟管較短，有利于保持送絲的穩定性，而後者軟管校(xiào)長，當機器(qì)人(rén)把焊槍送到某些(xiē)位置，使軟管處于多彎曲狀态，會嚴重影響送絲的質量，所以送絲機的安裝方式一(yī)定要考慮保證送絲穩定性的問題。
3、焊接機器(qì)人(rén)應用中存在的問題和解決措施
（1)出現(xiàn)焊偏問題：可能(néng)為(wèi)焊接的位置不正确或焊槍尋找時(shí)出現(xiàn)問題。這(zhè)時(shí)，要考慮TCP(焊槍中心點位置)是否準确，并加以調整。如(rú)果頻繁出現(xiàn)這(zhè)種情況就(jiù)要檢查一(yī)下(xià)機器(qì)人(rén)各軸的零位置，重新(xīn)校(xiào)零予以修正。
（2)出現(xiàn)咬邊問題：可能(néng)為(wèi)焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對，可适當調整。
（3)出現(xiàn)氣孔問題：可能(néng)為(wèi)氣體(tǐ)保護差、工件的底漆太厚或者保護氣不夠幹燥，進行相應的調整就(jiù)可以處理(lǐ)。
（4)飛濺過多問題：可能(néng)為(wèi)焊接參數選擇不當、氣體(tǐ)組分(fēn)原因或焊絲外伸長度太長，可适當調整機器(qì)功率的大小來(lái)改變焊接參數，調節氣體(tǐ)配比儀來(lái)調整混合氣體(tǐ)比例，調整焊槍與工件的相對位置。
（5)焊縫結尾處冷卻後形成一(yī)弧坑問題：可編程時(shí)在工作(zuò)步中添加埋弧坑功能(néng)，可以将其填滿。
4、在焊接過程中，機器(qì)人(rén)系統常見的故障
（1)發生(shēng)撞槍：可能(néng)是由于工件組裝發生(shēng)偏差或焊槍的TCP不準确，可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。（2)出現(xiàn)電弧故障，不能(néng)引弧：可能(néng)是由于焊絲沒有接觸到工件或工藝參數太小，可手動送絲，調整焊槍與焊縫的距離，或者适當調節工藝參數。
（3)保護氣監控報(bào)警：冷卻水或保護氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護氣管路(lù)。
5、焊接機器(qì)人(rén)的編程技巧
（1)選擇合理(lǐ)的焊接順序，以減小焊接變形、焊槍行走路(lù)徑長度來(lái)制定焊接順序。
（2)焊槍空間(jiān)過渡要求移動軌迹較短、平滑、安全。
（3)優化(huà)焊接參數，為(wèi)了(le)獲得最佳的焊接參數，制作(zuò)工作(zuò)試件進行焊接試驗和工藝評定。
（4)采用合理(lǐ)的變位機位置、焊槍姿态、焊槍相對接頭的位置。工件在變位機上(shàng)固定之後，若焊縫不是理(lǐ)想的位置與角度，就(jiù)要求編程時(shí)不斷調整變位機，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置。同時(shí)，要不斷調整機器(qì)人(rén)各軸位置，合理(lǐ)地确定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置确定之後，焊槍相對接頭的位置必須通過編程者的雙眼觀察，難度較大。這(zhè)就(jiù)要求編程者善于總結積累經驗。
（5)及時(shí)插入清槍程序，編寫一(yī)定長度的焊接程序後，應及時(shí)插入清槍程序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導電嘴，保證焊槍的清潔，提高噴嘴的壽命，确保可靠引弧、減少焊接飛濺。
（6)編制程序一(yī)般不能(néng)一(yī)步到位，要在機器(qì)人(rén)焊接過程中不斷檢驗和修改程序，調整焊接參數及焊槍姿态等，才會形成一(yī)個(gè)好(hǎo)(hǎo)程序。
結束語
随着先進制造技術的發展，實現(xiàn)焊接産品制造的自動化(huà)、柔性化(huà)與智能(néng)化(huà)已成為(wèi)必然趨勢。目前，采用機器(qì)人(rén)焊接已成為(wèi)焊接自動化(huà)技術現(xiàn)代化(huà)的主要标志。焊接機器(qì)人(rén)由于具有通用性強、工作(zuò)可靠的優點，受到了(le)人(rén)們越來(lái)越多的重視(shì)。
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