全自动焊接在耐磨层上的编程应用

刘冰

摘要：简述了焊接机器人的在编写焊接耐磨层程序的注意事项及方法，达到全自动焊接的编程步骤

关键词：耐磨层焊接，全自动焊接程序

1.概述

随着工业技术的进步，自动化生产成为趋势，我公司也与时俱进，用先进的设备武装自己。莱斯焊接机器人焊接是我公司走向智能化焊接的标志，本着提高焊接水平的目的，尝试用莱斯机器人进行耐磨层的焊接，进一步开发焊接机器人的全自动焊接功能。

我公司的采煤机各部件从截割部、行走部、联接框架，到小型箱体及滑靴的耐磨部位焊接，一直以来都采用人工焊耐磨层，焊接量大，焊接要求高，既要保证焊缝宽度和高度，同时还要求外观成均匀网格状。如果可以用机器人代替部分耐磨层焊接，就可以节约生产力、提高生产率，稳定焊接质量。

2.焊前准备和焊接参数确定

秉承技术的严谨性，我公司投产了4件N23601小箱体来焊接一个平面的耐磨层，焊前的准备工作需做到：（1）实验前需对机器人焊接参数进行试验，参数确定合理后方可在N23601上焊接，（2）对N23601箱体焊耐磨层区域进行划线，（3）装卡N23601箱体，安装牢固，对准定位点，方便后期整合程序，寻位跟踪。准备工作中试验参数的确定最为关键，图1为在不同的试验参数下得到的不同宽度和高度的焊缝，经过多次调节，最终确定的试验参数为：电流I=3.2（代码）、电压U=4.8（代码）、摆频R_f=1.2Hz、摆幅R_a=1mm、焊接速度V=6m/min、收弧等待时间Wait=3s、收弧长度L=5mm。图2为焊接交叉点位置的高度，比较理想。

3.试焊样品

在编制全自动焊接程序之前，要先试验编写的焊接程序。在焊接第一个耐磨层箱体过程中最重要的地方就是编程和走位，程序的合理性直接影响焊接的速率，以及外观质量。在实际的焊接过程中出现了一些意外情况，起初焊接顺利，到后面出现了经常性的的断弧，因为在机器人焊接过程中出现断弧，后面的程序就要进行调整，十分影响焊接连贯性，同时在断弧部位也会留下高点以及过宽的缺陷。经过反复试验和观察，找出了产生问题原因：（1）耐磨层焊丝DO15属于厚药皮θ1.6焊丝，焊接过程药芯保护成份氧化反应物容易堵住枪口，影响送丝，（2）起弧点选择不合理，拐角位置容易断弧。（3）焊接时焊枪及各驱动轴的位置要合理，这样可以减少出丝摩擦。分析原因后，我们优化了焊接程序、以及各主轴的角度、重新定位了焊接起点；焊完一道焊缝及时清理焊枪枪口。后面焊接在没出现过断弧现象，焊接速率得到很大的提高。

经过不懈的努力，终于将样品焊接完成，如图3（焊后整体视图）所示

图3

4.全自动焊接程序的编写

样品试焊验证了程序的编写已经没有误差，可以完全适用于全自动焊接程序，下来就可以把这样简单的焊接程序整合起来。整合前要做好前期的一系列工作才能达到预期效果。

（1）夹装第二个样品件定位与第一件样品位置尽量近似，以便后面使用寻位程序是可以找正偏差，因为寻位程序找正偏差有一定的局限性不能超过5CM。

（2）检查焊枪整洁，清理焊渣，打开放气功能，排出多余的空气，使焊枪充满混合气。

（3）调用清腔剪丝程序（CLEAN），使焊丝长度固定以便进行寻位程序。

（4）调用寻位程序，寻位程序使第二个试焊样品的位置偏差数值可以附加到第一个试样的单道程序里使得程序匹配第二个焊接样品。

（5）创建一个新的程序，利用“CALLNAME”命令，把前面所有的焊接单道程序全部调用，调用的路径一定要正确，例如调用的程序在哪个文件夹下面的哪个程序里面。

（6）把这些程序调用整合后，在中间加入“CLEAN”清腔剪丝程序，可以解决全自动焊接过程中无法清理焊渣。在第一个焊接试样中我们清理焊枪基本上是焊接八道左右清理一次，所以就可以在全自动焊接八道后加一次清腔剪丝。

（7）模拟全自动焊接程序，在模拟之前，利用焊接命令把机器人焊接关掉，然后用半自动模式启动全自动焊接程序，在试焊第一个样品时已经验证了没割焊道程序的点与点的路径位置，但在全自动焊接时，空间的点位置是随机行走的所以在全自动焊接过程中有必要对点与点之间的衔接进行校正，所以在模拟的过程中要把速度放慢，特别要在空间点的衔接和清腔剪丝之间的连接要安全合理，防止出现撞枪和死点。有必要时要使用“PTP”点到点命令在程序中间加入一些过渡点。

（8）完成以上步骤后，就可以使用全自动焊接命令，把速度调到百分之百，调用全自动焊接程序，进行焊接，在焊接过程中，注意焊接安全区域，在光栅范围内不要有障碍产生，否则全自动焊接会默认中断，影响焊接连续性和焊接的质量。

5.结语

全自动焊接耐磨层的程序不仅简单高效，而且焊接的质量也比较美观，有效的减少了人工的工作量，而且对于今后的大批量焊接起到了极大的帮助。

作者简介：

刘冰（1981-），男，工程师，主要从事金属材料焊接及热处理工艺。