Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 88

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 88)

На втором этапе при большом числе точек сварки и частом их расположении (шаг равен 20-30 мм и более) снижение времени перехода от одной точки сварки к соседней про. исходит, благодаря быстрому автоматическому позиционированию ооботом сварочных клещей. При роботизированной точечной сварке количество образуемых точек сварки достигает в среднем 30-50 в минуту, что в 2 и более раз повышает производительность по сравнению с ручной сваркой.

Дуговая сварка по сравнению с точечной более универсальна С ее помощью можно соединять детали практически любой толщины с самой различной взаимной ориентацией — встык, внахлест, в угол. Дуговой сваркой выполняются разнообразные по характеру образования и форме швы - однослойные и многослойные, прямолинейные и криволинейные, сплошные и прерывистые. Из нескольких способов дуговой сварки наибольшее распространение для автоматических режимов получила сварка плавящимся электродом в ореде защитных газов (углекислого, аргона, гелия и др.), предотвращающих окисление металла в процессе сварки. Количество сварного изделия определяется качеством выполненных сварных швов, на которое влияет ряд факторош положение электрода в каждый момент сварки относительно свариваемых деталей, т.е. расстояние от конца расплавляемого электрода до поверхностей, на которых формируется шов, и угол наклона оси электрода к направлению его движения ("угол атаки"); точность траектории движения конца электрода вдоль образуемого шва (допустимая величина отклонения траектории от расчетной составляет десятые доли миллиметра, в среднем 0,2-0,5 мм); скорость перемещения электрода вдоль шва, которая не должна отклоняться от оптимальной более чем на 5-10'ть При ручной сварке положение электрода и характер его перемещения в продолжении всего времени образования шва обеспечиваются самим сварщиком; от квалификации которого и зависит главным образом качество сварного шва Практика использования сварочных автоматов показывает, что, благодаря исключению многих субъективных факторов, при автоматической сварке достигаются более высокие качество швов и производительность, чем при ручной.

Однако такие автоматы, относящиеся к средствам "жесткой автоматизации", не могут обеспечить выполнение различных швов при частом чередовании их типов, доступное рабочему сварщику. При роботизации технологического процесса дуговой сварки робот, используемый в составе соответствующего РПК, должен сочетать гибкость ручной сварки и высокое качество автоматической. Зто требует оснащения ПР специальным технологическим оборудованием, т.е.

превращение его в так называемый сварочный робот (рис. 10.5). К кисти манипулятора 1 с помощью специального держателя 2 прикрепляется сварочная горелка 3. С помощью специального меха.- низма подачи 4 в зону сварки непрерывно подается электрод 5 в виде сварочной проволоки, сматываемой с барабанной кассеты б. Злект- род поступает в сварочную горелку через мундштук 7, представляющий собой длинную трубку прямой или изогнутой формы, снабженную газовым соплом 8 и сменным наконечником 9. На корпусе горелки предусмотрены штуцеры для крепления сварочного кабельного токопровода и шлангов подачи сварочной проволоки, инертного газа и охлаждающей жидкости (обычно воды).

Системы подачи тока, газа, охлаждающей жидкости и управления сварочной дугой скомпонованы в специальном автономном блоке 10. Для защиты горелки от ударных нагрузок в конструкцию держателя зачастую вводят предохранительные элементы — амортизаторы или специальные контакты, при срабатывании которых ПР останавливается, Для периодического Удаления с поверхности горелки брызг металла используют специальные устройства, очищающие горелку механически (щетки, фрезы), или продувку газом.

Рис. 10.8. Промышленный робот, оборудованный длл дуговой электро. сварки Механизм подачи сварочной проволоки должен обеспечивать широкий диапазон скоростей перемещения проволоки от 1-2 до 18-20 мlмин. Запас сварочной проволоки диаметром 0,8-1,6 мм размещается в кассете, откуда проволока роликами механизма подачи с силой 50-300 Н проталкивается через направляющий гибкий шланг к горелке и далее — через ее мундштук и наконечник — в зону сварки.

Система подачи сварочного тока состоит из источника тока (обычно тиристорного управляемого выпрямителя) и сварочного кабеля, связывающего источник тока с токоподводящим мундштуком сварочной горелки. Системы подачи газа и воды включают газовые баллоны, водяные насосы, гибкие шланги, запорно-регулирующие устройства (клапаны, редукторы), охладители воды и др. Управляющие устройства систем подачи проволоки, тока, газа и воды, называемые также местными, функционально связывают ПР с общей системой управления. Важнейшими элементами сварочных роботов, существенно 438 расширяющими их производственные возможности, являются сенсорные устройства, воспринимающие информацию о ходе процесса сварки и передающие эту информацию системе управления ПР с целью последующей корректировки параметров процесса в случае их отклонения от нормальных.

В общем случае компоновка сварочного РПК соответствует схеме, показанной на рис. 10.3. Технологический процесс роботизированной дуговой сварки организуется следующим образом. Подлежащие сварке детали поступают в рабочую зону на специальное периферийное устройство, представляющее манипулятор или кантователь и ориентирующее свариваемое изделие в положение, удобное для сварки. Применяются различные способы подачи заготовок на позицию сварки." а) детали собираются эа пределами рабочей зоны робота, предварительно прихватываются сваркой и подаются на позицию окончательной сварки; б) детали собираются непосредственно на позиции сварки, прихватываются и после удаления сборочной оснастки окончательно свариваются роботом; в) детали собираются в спутнике-приспособлении и вместе с ним поступают на позицию сварки.

Сварка производится в последовательности, определяемой заданной программой. При наложении каждого шва конец сварочной горелки устанавливается в исходную точку (начало шва)„ затем после зажигания дуги он проходит по заданной траектории до конечной точки (конец шва), где дуга гасится, и переносится в начало следующего шва, при этом кантователь или манипулятор при необходимости изменяют положение заготовки, чтобы обеспечить условия для удобной сварки. Сварочные ПР оснащаются контурной системой управления. Перед сваркой каждого нового типа изделия ПР подлежит обучению.

Существует несколько методов обучения, Общее требование к ним— максимально возможные упрощения процедуры обучения и сокращение его времени. Наибольшее распространение для сварочных роботов получило обучение по первому циклу. При таком методе оператор, пользуясь специальным пультом, проводит обесточенную горелку через все характерные точки(начала и концы швов, точки изменения направлений, сечений, форм швов) на свариваемом изделии, заносит в память управления данные по расположению этих точек и одновременно необходимые параметры процесса сварки (скорости, перемещения, углы наклона горелки и др.) для участков швов между соседними характерными точками. Квалигьицированное обучение для сварки первого изделия, явпяющегос" в данном случае эталоном дпя после.

дующих изделий, должно гарантировать качественную его сварку. Однако в отдельных случаях качество сварки последующих однотипных с эталонными изделий может не обеспечиваться в результате неизбежного отклонения части размеров свариваемых деталей от соответствующих размеров эталонных, а также возможных погрешностей позиционирования их на периферийном устройстве. Следует заметить, что при допустимых отклонениях траектории горелки от оси шва на десятые доли миллиметра отклонения осей швов от их "эталонного положения" может достигать нескольких миллиметров (иногда до 10-20 и более).

Естественно, что в таких условиях качественная серка невозможна. Здесь необходимо либо резко повысить точность изготовления деталей и их сборки перед сваркой, либо проводить обучение ПР для каждого свариваемого изделия. Однако и то и другое в большинстве случаев неэффективно, поскольку связано с дополнительными расходами при производстве заготовок и снижением производительности сварочного процесса. Существует третий путь, при котором ПР, обученный по первому циклу, в процессе сварки последующих изделий автоматически корректирует положения и перемещения сварочной горелки е зависимости от фактических отклонений размеров изделия по сравнению с эталонными.

Для этого ПР снабжают сенсорными устройствами, датчики которых обычно монтируются на сварочной горелке и дают оперативную информацию в систему управления ПР о фактическом положении конца горелки относительно свариааемых поверхностей деталей. На основе этой информации система управления вырабатывает корректирующие сигналы, изменяющие фактическое положение сварочной горелки на нужное. Могут применяться акустические, электромагнитные, тепловые, световые и другие датчики.

згг Рис. 10.7. Позоцоонироввное сварочное горенко с помощью сенсорных Оатчонов расстоянся В качестве примера установки датчиков сенсорного устройства на сварочной горелке рассмотрим схему, показанную на рис. 10.7. Производится сварка двух деталей 1 и 2 угловым швом. На сварен. ной горелке 3 установлены во взаимно перпендикулярных плоскостях два датчика 4, измеряющих расстояния Н, и Н, до рабочих поверхностей свариваемых деталей. Конец сварочной горелки из произвольной точки М„ следуя показаниям датчиков и соответствующим сигналам системы УпРавлениЯ, пеРемешаетсл в точкУ Зза, соответствующую началу сварного шва После зажигания дуги горелка 440 движется вдоль шва, причем датчики постоянно контролируют положение горелки относительно рабочих поверхностей.

Характеристики

Список файлов книги