連接板是工程起重機常用的零部件，主要由底板和四個(gè)銷(xiāo)柱組成。銷(xiāo)柱與底板之間采用環(huán)形角焊縫焊接方式進(jìn)行固定，以往的焊接方法采用手工CO2氣體保護加藥芯焊絲焊接工藝，由于焊縫為環(huán)形角焊縫，因而手工作業(yè)時(shí)容易造成焊縫外觀(guān)質(zhì)量差，焊接作業(yè)效率低、焊縫環(huán)線(xiàn)與焊接部位環(huán)線(xiàn)結合性差等缺點(diǎn)，容易造成“脫焊”等情況，同時(shí)為保證焊縫外觀(guān)質(zhì)量，焊接后需要采用砂輪機對焊縫進(jìn)行打磨，也容易造成焊接成本的增加。通過(guò)分析，決定該工件采用超聲波金屬焊接機進(jìn)行焊接作業(yè)，關(guān)鍵是需要設計合理的超聲波金屬焊接機操作系統和制定合理的焊接工藝，確保成本質(zhì)量的有效統一。
1.焊接機器人總體方案
根據連接板的尺寸、結構特點(diǎn)以及焊縫的形式，考慮到底板和四個(gè)銷(xiāo)柱是采用單面焊縫形式，焊縫在工件上呈規則性均勻分布，焊接過(guò)程不需要變位即可滿(mǎn)足所有焊縫的焊接。為降低成本和提高效率，在進(jìn)行焊接機器人整體方案設計時(shí)，決定不采用翻轉工裝等機器人周邊設備，而采用固定平臺方式實(shí)現工件的焊接定位，同時(shí)為提高焊接效率，超聲波金屬焊接機系統方案采取一機雙工位的模式，H型布置方式，如圖2所示，即機器人本體固定在兩自制焊接工作定位平臺之間，工作時(shí)一工位焊接機器人對人一側工件進(jìn)行自動(dòng)焊接，另一工位可以裝卸工件，交替進(jìn)行作業(yè)，保證機器人連續不停工作。
為確保工件安裝定位精度，減少超聲波金屬焊接機焊接尋蹤次數，確保超聲波金屬焊接機焊接運行軌跡與工件所需焊接軌跡一致，在工件和焊接定位平臺上設計有定位銷(xiāo)孔，通過(guò)一面兩銷(xiāo)形式實(shí)現連接板在焊接作業(yè)平臺上的精確定位。
2.超聲波金屬焊接機本體選用
機器人本體采用大呈焊接機器人具有六自由度的關(guān)節式焊接機器人，配套麥格米特全數字化脈沖焊機電源，并加設自動(dòng)清槍剪絲噴油裝置和弧光安全防護裝置，滿(mǎn)足機器人使用過(guò)程中安全防護和清槍需要。
3.焊接工藝的確定
焊接工藝采用富氬混合氣體+實(shí)芯焊絲代替原有的CO2氣體+藥芯焊絲，富氬保護焊接具有熔池可見(jiàn)度好，操作方便、適宜于全位置焊接，同時(shí)電弧在保護氣體的壓縮下熱量集中，焊接速度較快，熔池小，熱影響區窄，焊接變形小，抗裂性能好，焊接過(guò)程中在惰性氣體保護下，具有焊接質(zhì)量好的特點(diǎn)，非常利于焊接過(guò)程中的機械化和自動(dòng)化。但由于電弧的光輻射較強，因此在超聲波金屬焊接機總體方案設計中，需要設計弧光安全防護裝置進(jìn)行安全保護。為提高焊接效率，采用一次施焊成形的工藝方法，避免由于超聲波金屬焊接機重復定位而造成生產(chǎn)效率的降低。