鋼機(jī)器人自動(dòng)焊接的工藝研究

1、設(shè)計(jì)者：設(shè)計(jì)者： XXX班級(jí)：班級(jí)： 機(jī)械機(jī)械0802指導(dǎo)老師：陳丙三指導(dǎo)老師：陳丙三45鋼機(jī)器人自動(dòng)焊鋼機(jī)器人自動(dòng)焊 接工藝的研究接工藝的研究（1 1）了解機(jī)器人焊接，意義及關(guān)了解機(jī)器人焊接，意義及關(guān)鍵技術(shù)鍵技術(shù)；（2 2）完成焊接實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)、完成焊接實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)、研究的思路、材料的準(zhǔn)備研究的思路、材料的準(zhǔn)備；（3 3）完成完成C620C620車(chē)床尾架的三維圖車(chē)床尾架的三維圖和二維工程圖和二維工程圖；（4 4）完成實(shí)驗(yàn)方案中的各實(shí)驗(yàn)完成實(shí)驗(yàn)方案中的各實(shí)驗(yàn)；（5 5）焊縫質(zhì)量評(píng)估（外觀(guān)檢測(cè)和焊縫質(zhì)量評(píng)估（外觀(guān)檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)）無(wú)損檢測(cè)）；（6 6）整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，編寫(xiě)論文。整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，編寫(xiě)

2、論文。1 機(jī)器人自動(dòng)化焊接系統(tǒng)：機(jī)器人是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)組成的，各環(huán)節(jié)每一個(gè)結(jié)合處為一個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)或坐標(biāo)系。其組成：1） 機(jī)器人，2）焊機(jī)+送絲機(jī)，3)焊槍及清 槍裝置，4)保護(hù)氣體設(shè)備，5）工作臺(tái)、工裝夾具、變位機(jī)，6）安全系統(tǒng)（圍欄、光柵、自動(dòng)門(mén)等），7）排煙系統(tǒng)，8)其他配件等。這是TP示教盒（Teach Pendant）：用來(lái)移動(dòng)機(jī)器人，編寫(xiě)和運(yùn)行程序，還可以查看機(jī)器人的狀態(tài)。2 45鋼焊接實(shí)驗(yàn)（1）正交實(shí)驗(yàn)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一種設(shè)計(jì)方法，它是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選 出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些

3、有代表性的點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)，是一種高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。焊接參數(shù)的選擇1.焊絲類(lèi)型 ：選ER50-6和YC Yj50-7 2.焊絲坡口：對(duì)接接頭 ，V形對(duì)接接頭。坡口的角度45-60 3.焊接電流：焊接電流取值范圍為200-250 4.焊接電壓 ：焊接電壓選20-25（V） 5.焊接速度：取6（mm/s）和8（mm/s） 焊接電流 （A）焊絲類(lèi)型 焊接電壓 (V)焊接速度 (mm/s) 坡口（）1200ER 50-6 226452200YJ 50-7 248603210ER 50-6 228604210YJ 50-7 246455230ER 50-6 24660

4、6230YJ 50-7 228457250ER 50-6 248458250YJ 50-7 22660實(shí)驗(yàn)號(hào)參數(shù)焊接實(shí)驗(yàn)的正交表（2）焊接實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)焊接機(jī)器人，輸入程序，根據(jù)正交表來(lái)相應(yīng)的修改每一組實(shí)驗(yàn)的參數(shù)，移動(dòng)焊接機(jī)器人到適當(dāng)?shù)奈恢?，作為焊接的起點(diǎn)，開(kāi)始焊接，焊接結(jié)果如下所示：實(shí)驗(yàn)一的焊縫實(shí)驗(yàn)三的焊縫實(shí)驗(yàn)五的焊縫實(shí)驗(yàn)七的焊縫然后換上YJ 50-7的焊絲，如上進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示 實(shí)驗(yàn)二的焊縫實(shí)驗(yàn)四的焊縫實(shí)驗(yàn)六的焊縫實(shí)驗(yàn)八的焊縫（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理本實(shí)驗(yàn)采用綜合評(píng)分法，根據(jù)焊縫外觀(guān)檢查的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)分。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 參數(shù)A焊接電流（A）B焊絲類(lèi)型C焊接電壓 （V）D焊

5、接速度 （mm/s）E焊接坡口（）綜合評(píng)分（5分）1200ER50-6226453.962200YJ50-7248603.313210ER50-6228603.764210YJ50-7246454.325230ER50-6246603.266230YJ50-7228454.127250ER50-6248453.128250YJ50-7226603.82K17.2714.115.6615.3615.52K28.0815.5714.0114.3114.15K37.38 K46.94k13.643.533.923.843.88k24.043.893.503.583.54k33.69 實(shí)驗(yàn)號(hào)k43.4

6、9極差R0.550.240.420.260.34因素主次ACEDB最佳方案A2C1E1 D1 B2其中Ki：表示在任一列上水平號(hào)為i（i=1，2，3，4）時(shí)所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果之和。ki: ki= ki/s，其中s為任一列上各水平出現(xiàn)的次數(shù)，所以Ki表示任一列上因素取水平i時(shí)所得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值6。R：稱(chēng)為極差，在任何一列上R=maxk1，k2 ，k 3- mink1，k2 ，k 3。最佳方案的焊縫實(shí)驗(yàn)四的焊縫最佳方案的焊縫與正交表中最好的第4號(hào)實(shí)驗(yàn)相比，最佳方案焊縫的熔寬比較寬，余高比較小，焊縫表面與母材表面基本平齊，表面邊緣平滑過(guò)渡，同時(shí)焊縫的魚(yú)鱗狀比較好看，即最佳方案A2C1E1 D1

7、 B2是真正的優(yōu)方案。（3）焊接實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 由表4-6可知，焊接電流是焊接工藝最重要的工藝參數(shù)，焊接電流影響焊接電弧的穩(wěn)定性，焊縫的熔化深度和焊絲的熔化速度，在焊接的過(guò)程中就可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)焊接電流過(guò)低時(shí)，電弧不穩(wěn)定，易飛濺。根據(jù)八組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)五、七、八的焊縫余高比前幾組要高，即熔深深，適當(dāng)?shù)奶岣唠娏鳎梢詼p少焊接的層數(shù)，提高焊縫質(zhì)量。 焊接電壓是焊接工藝重要的工藝參數(shù)，焊接電壓影響焊接電弧的穩(wěn)定性、飛濺量和熔寬B。將實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)五和實(shí)驗(yàn)六、實(shí)驗(yàn)七和實(shí)驗(yàn)八做對(duì)比，焊接電流相同時(shí)，焊接電壓越大，熔寬越寬，余高和熔深相應(yīng)減少。 將45坡口與60坡口的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，除了第一次

8、焊接的第七組實(shí)驗(yàn)的焊縫質(zhì)量比較差，其余三組的焊縫質(zhì)量顯然要比60坡口實(shí)驗(yàn)方案要好，本實(shí)驗(yàn)的鋼板只有10mm厚，可見(jiàn)鋼板不厚，坡口角度小，焊接的層數(shù)少，即減少堆焊的層數(shù)，可以提高焊縫的質(zhì)量。 焊接速度影響焊縫成形，即影響焊縫的熔深、熔寬和余高，將實(shí)驗(yàn)分為焊接速度為6和8兩組來(lái)看，顯然焊接速度為6的焊縫質(zhì)量普遍比較好，可知適當(dāng)?shù)慕档退俣?，可以得到較寬的熔寬，和較深的熔深，減少堆焊的層數(shù)，以提高焊縫的質(zhì)量。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，除了第二組實(shí)驗(yàn)，焊接電流比較小時(shí)，焊縫的質(zhì)量比較差，其余三組即第四、第六和第八組實(shí)驗(yàn)的焊縫的質(zhì)量普遍比較好，可以推出藥芯焊絲YJ 50-7的焊接的焊縫質(zhì)量比實(shí)芯焊絲ER 50-6的

9、好。4 焊縫質(zhì)量評(píng)估焊接產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)方法很多，分為非破壞性檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)兩類(lèi)，常見(jiàn)的檢驗(yàn)方法主要是外觀(guān)檢驗(yàn)、無(wú)損探傷檢驗(yàn)，力學(xué)性能檢驗(yàn)和金相檢驗(yàn)等。（1）外觀(guān)檢驗(yàn)：外觀(guān)檢查是用肉眼、借助輔助工具觀(guān)察焊接工件質(zhì)量。按人眼能否直接觀(guān)察到被檢查表面分為直接外觀(guān)檢查和間接外觀(guān)檢查兩種方法 。（2）金屬磁記憶檢驗(yàn)使用EDDYSUN EMS-2003檢測(cè)儀對(duì)焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)是否存在缺陷或應(yīng)力集中區(qū)。 實(shí)驗(yàn)一的圖形 實(shí)驗(yàn)二的圖形 實(shí)驗(yàn)三的圖形 實(shí)驗(yàn)四的圖形 實(shí)驗(yàn)五的圖形 實(shí)驗(yàn)六的圖形 實(shí)驗(yàn)七的圖形實(shí)驗(yàn)八的圖形 在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間讓我對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間讓我對(duì)45鋼機(jī)器自機(jī)器自動(dòng)焊接工藝更一步的加深，以及對(duì)機(jī)器人的動(dòng)焊接工藝更一步的加深，以及對(duì)機(jī)器人的編程也有了一定的了解。在此，要特別感謝編程也有了一定的了解。在此，要特別感謝我的導(dǎo)師陳丙三老師，以及我的同學(xué)們，在我的導(dǎo)師陳丙三老師，以及我的同學(xué)們，在他們的幫助下，我較順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，他們