錨索全自動焊接機器人的研制與應用

張繼彪 馬月磊 劉 磊 焦方超 宋 明

泰安市泰潔科工貿有限責任公司 山東 泰安 271200

引言

隨著國內大部分礦井開采深度的不斷增加,巷道支護難度越來越大,急需把注漿錨固錨索和樹脂錨固錨索合二為一,通過二者之間的取長補短,兼有二者的優點,克服它們各自的缺點,形成一種全新的錨索品種；通過提高注漿壓力,使漿液在充滿鉆孔、實現全長錨固的同時,向鉆孔周圍巖石裂隙中擴散,對圍巖起到粘結固化作用,實現深孔錨注。目前中空注漿錨索在礦井中得到了很好的推廣應用,主要用在軟巖及深井巷道、大斷面硐室、沿空掘巷、沿空留巷、巷道修復、底臌治理、等復雜苦難條件,取得了較好的技術經濟效益公司為了降低煤礦成本,緊跟形勢自主制作加工SKZ22-1/1860 中空注漿礦用錨索,而焊接速度嚴重制約我公司生產效率,基于此公司技術人員自主研發了錨索全自動焊接機器人。

1 工業機器人的發展歷程

第一代：60年代初,美國Unination公司成功研制第一臺數控機械手,它是具有記憶存儲能力的示教再現式機器人,1962 年年美國AMF公司推出的VERSATRAN 和UNIMATIONGON 公司推出的UNIMATE是機器人產品最早的實用機型。

第二代：70年代初,出現了具有感覺傳感器的機器人,具有一定的自適應能力。

第三代：80年代,具有智能功能的機器人,具有靈活的思維功能。到了90年代初隨著計算機技術、微電子技術、網絡技術等快速發展,機器人技術也得到了快速發展。

系統組成

本系統如圖所示包括步進電機Ⅰ(控制錨索旋轉角度)、二保焊焊槍、氣缸、絲杠滑塊平移平臺、步進電機Ⅱ、雙軸編程控制器。

為方便員工快速上手,經過調研我公司采用奔騰數控BR010編程控制器,本控制器可實現雙軸、11路輸出、11路輸入。

系統運行

第一步將錨索穿入軸承座,到達指定位置后利用卡盤進行固定。

第二步按運行按鈕,電機Ⅱ根據編程的指令進行轉動,電機帶動的絲杠滑塊平移平臺向左勻速運動,與此同時編程器控制電磁閥的吸合,使氣缸下落,同時編程器還控制繼電器(代替二保焊按鈕)吸合使二保焊焊槍吐絲實現焊接功能,由于轉速、圈數已提前編程,因此可實現勻速焊接。當到達指定位置后,控制器會下達指令使電機Ⅱ反轉,電磁閥、繼電器彈開,即氣缸彈起、焊槍停止工作。

第三步電機Ⅱ反轉的瞬間,電機Ⅰ開始正轉,根據設定好的參數,實現卡盤旋轉45°卡盤旋轉完畢后系統運行第二步,循環8次即可完成焊接。

系統優點與前景

(1)本產品具有穩定和提高焊接質量的功能。

(2)提高勞動生產率。

(3)改善勞動強度。

(4)可根據用戶需求對機器人輸入不同的指令實現不同的功能,例如電機Ⅱ不工作,電機Ⅰ工作可以實現環形焊縫的焊接可以用于焊接圓管和圓鋼。

(5)如果兩電機同時工作可以實現螺旋焊縫的焊接可以用于絞龍葉片的焊接。

(6)對焊槍繼電器輸入不同的指令可以實現點焊、斷焊等焊接方式。

結語

焊接是現代機械制造業中必不可少的一種加工工藝方法,在汽車制造、工程機械、摩托車等行業中占有重要的地位。過去采用人工操作焊接加工是一項繁重的工作,隨著許多焊接結構件的焊接精度和速度要求越來越高,一般工人已難以勝任這一工作。此外,焊接時的電弧、火花及煙霧等對人體會造成傷害,焊接制造工藝的復雜性、勞動強度、產品質量、批量等要求,使得焊接工藝對于自動化、機械化的要求極為迫切,實現機器人自動焊接代替人工操作焊接成為幾代焊接人的理想和追求目標。制造的批量化、高效率和對產品質量一致性的要求,使焊接機器人在焊接中獲得大量應用。汽車制造中的機器人自動焊接所占比重也超過建筑、造船、鋼結構等其它行業,這也反映出汽車焊接生產所具有的自動化、柔性化、集成化的制造特征。焊接機器人是焊接自動化的革命性進步,它突破了傳統方式,開拓了一種自動化生產方式。焊接機器人的出現,使小批量產品自動化焊接生產成為可能。