焊接机器人通用工艺规程.doc

Q/SAJ ××××—2009
山西澳瑞特健康产业股份有限公司 发布
2009-11-01实施
2009-10-1发布
焊接机器人通用工艺规程

Q/SAJ 30605—2009
Q/SAJ
山西澳瑞特健康产业股份有限公司企业标准
ICS

1
Q/SAJ 30605—2009
前 言
本标准由企业标准化技术委员会提出。
本标准由山西澳瑞特健康产业股份有限公司技术中心负责起草。
本标准主要起草人：秦有年、窦军社、古中强。
本标准为首次发布。

I
焊接机器人通用工艺规程
1　 范围
本标准规定了焊接机器人使用细丝（Φ1.0）二氧化碳气体保护焊和混合气体保护焊的基本规则和要求及示教编程的注意事项和焊接工艺参数的选用。
本标准适用于焊接机器人焊接碳钢、低合金钢的二氧化碳气体保护焊工艺及混合气体保护焊工艺。本标准与《Q/SAJ30604健身器材产品焊接件通用技术要求》配套使用。
2　 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
Q/SAJ30604 健身器材产品焊接件通用技术要求（Q/SAJ30604-2009）
GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口（GB/T 985.1-2008）
GB/T3375 焊接术语（GB/T3375-1994）
3　 术语及定义
GB/T3375确定的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1　
焊接机器人
是工业机器人中的一种，也叫焊接机械手，是能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的焊接操作机。目前在焊接生产中使用的主要是点焊机器人、弧焊机器人、切割机器人、喷涂机器人。在我公司特指弧焊机器人。
3.2　
变位器
是用来改变焊件的焊接位置，使焊缝处于最佳焊接位置的一种机械装置。分为手工变位器和自动变位器两种。
3.3　
示教
指对机器人教其学习动作或焊接作业。所教的内容记录在作业程序内。
3.4　
示教模式
进行程序编制的模式。
3.5　
自动（再生）模式
自动执行所编制的程序的模式。
3.6　
作业程序
指记录机器人的动作或焊接作业的执行顺序的文件。
3.7　
轴
机器人是以复数马达来控制的，各个马达所控制部分称为轴。以6个马达所控制的机器人称为6轴机器人。
3.8　
应用命令
使机器人在动作途中进行各种辅助作业（起弧、收弧、摆动、程序的转移等）的命令。
3.9　
机器人坐标
系以机器人的正面为基准，前后为X坐标，左右为Y坐标，上下为Z坐标所成的正交坐标。在机器人坐标系下，焊枪尖端是以直线轨迹来动作的。
3.10　
轴坐标
机器人的6个轴分别单独动作。在轴坐标系下，单轴移动时，焊枪尖端是以圆弧轨迹来动作的。
3.11　
工具坐标
定义于工具（即焊枪）安装面上的坐标系，以工具安装面的中心为原点。焊枪的前后为X坐标，左右为Y坐标，上下为Z坐标。工具坐标与机器人坐标的区别是坐标的基准不同。由于工具（即焊枪）的位置是随时变化的，因此，工具坐标系下的各坐标的方向也是随时变化的，而机器人坐标系下的各坐标方向是固定的。
3.12　
点
在机器人操作范围内被定义为空间坐标，描述了机器人在空间的位置。
3.13　
参考点（原点）
指机器人出厂时设置的各轴的基准位置，叫参考点位置或原点位置。
3.14　
前进检查/后退检查
使所编制的作业程序以低速逐点动作，进行示教位置的确认的功能。
4　 零件下料要求
4.1　 板材类零件的下料应符合Q/SAJ30604-2009中5.1～5.5的要求。
4.2　 型材和管材长度下料偏差为L 0 –1,管材相贯线的吻合度偏差，单面应不大于1.5mm。
4.3　 焊缝坡口形式和尺寸的设计应符合GB/T 985.1的要求。
5　 焊前准备
5.1　 焊接机器人的操作人员和编程人员必须经过培训并取得上岗资格证方可上岗操作。
5.2　 对机器人本体、焊机及其他附属设备严格进行检查，确保电路、气路及机械装置的正常运行。
5.3　 采用焊接机器人焊接的焊件，应制作专用的焊接工装夹具。
5.4　 管材相贯线的吻合度偏差如果超过2.5mm时， 应先用手工焊进行打底，再用机器人焊接。
5.5　 焊前，应对焊缝两侧各25mm范围内的油污、锈迹等进行清理。
5.6　 对于椭圆管45度斜角（或者近似于45度）对接的焊件，组焊前应对管材的尖端作“去管材壁厚”工序处理。如图1所示。

图1　 去管材壁厚工序示意图（左为焊件 右为零件）
6　 编程
6.1　 将制作好的工装夹具放在焊接平台上或者变位器上，用定位销定位并将工装夹具锁紧。
6.2　 编程的步骤按以下流程进行。
a) 选择示教模式；
b) 建立一个新的作业程序；
c) 在机器人坐标（或轴坐标和工具坐标）下，手动操作移动机器人至适当位置，存储记录该位置即为一“点”。依据焊件的形状、焊缝数量和焊缝的位置，存储和记录若干个“点”。
d) 视需要，在程序中各“点”间插入适当的应用命令；
e) 记录程序结束命令来结束程序。
f) 进行示教内容的修正和确认。用“前进检查”和“后退检查”对程序“点” 进行校正、增加或删除。
6.3　 作业程序的起始点最好设在机器人的参考点位置上，结束点位置与起始点位置尽可能的设为同一位置，以减少发生碰撞的可能性。
6.4　 焊缝数量较多时，为减少焊接变形，编程前应预先考虑好各焊缝的焊接顺序。
6.5　 示教编程时应合理布局点的位置和数量，避免不必要的点，同时应确保机器人在点与点间能够顺利到达而不与焊件、工装夹具等发生碰撞。
7　 自动运行（自动焊接）
7.1　 在示教模式下，以手动的方式完整的运行一次作业程序，确保没有危险的动作存在。
7.2　 开启焊机电源，并调整好保护气体的流量，开始自动焊接。
7.3　 首道焊缝焊完后，应停止运行中的程序，观察焊缝质量，看工艺参数是否合理，如需要，则应对工艺参数进行微调，之后继续焊接。一般经过2～3次的调整后，焊缝质量就能达到预期的效果。
7.4　 首件焊件焊完后应进行首捡，首检合格后方可进行批量焊接。
7.5　 当出现焊缝焊偏的现象时，首先应检查零件是否装到位，其次检查工装夹具是否有松动、位移的现象，最后检查导电嘴是否松动或焊枪是否发生碰撞等现象。找出原因后再进行针对性的解决。
7.6　 焊接过程中，应随时观察保护气体、焊丝的剩余量，如不足应立即停止运行中的机器人，进行更换。
7.7　 误启动不同的作业程序时，或者机器人移动至意想不到的方向时，再或者其他第三者无意识的靠近机器人的动作范围内时等，应立即按下紧急停止按钮。一按下紧急停止按钮机器人即紧急停止。紧急停止按钮有两处，一处在示教器上，另一处在控制盒的操作面板上。
8　 工艺参数的选择
8.1　 焊丝直径
依据我公司产品的特点，优先使用直径为Φ1.0的焊丝。有条件的使用Φ1.2的焊丝。
8.2　 焊丝伸出长度
8.2.1　 焊丝伸出长度与焊丝直径、焊接电流及电弧电压有关。焊丝伸出长度过长，焊接电流就会降低，电弧电压则加大；焊丝伸出长度过短，焊接电流就会增加，电弧电压则减小。
8.2.2　 焊丝伸出长度一般为焊丝直径的10～15倍。因此示教编程时应注意导电嘴与母材间的距离。
8.3　 焊接电流
8.3.1　 在保证母材焊透又不致烧穿的原则下，应根据母材厚度、接头形式以及焊丝直径正确选用焊接电流。可参照表1进行选用。
8.3.2　 直径为Φ1.0的焊丝常用的焊接电流范围是70～180A；直径为Φ1.2的焊丝常用的焊接电流范围是90～280A。
8.3.3　 立焊、仰焊时，以及对接接头横焊时，应选用较小的焊接电流。Φ1.0焊丝的焊接电流范围是70～120A；Φ1.2焊丝的焊接电流范围是90～150A。
表1　 推荐使用的焊接机器人工艺参数
接头形式
母材厚度mm
坡口形式
焊接位置
焊丝直径mm
焊接电流
A
电弧电压
V
气体流量
L/min
焊接速度
cm/min
对接接头
1～1.5
Ⅰ形
平焊
Φ1.0
75～80
17.7～18
10～12
20～30
立焊
17.5～17.8
2～2.5
平焊
Φ1.0
85～100
18.1～18.5
12～15
20～25
立焊
17.7～18.1
3～4
平焊
Φ1.0
100～130
18.5～19.7
15
20～30
立焊
100～120
18～18.8
15
5～6
Ⅰ形
平焊
Φ1.0
120～140
19.3～20.1
15
25～35
立焊
110～120
18.9～19.3
15
20～25
V形或
单边V形
平焊
110～130
18.9～19.7
15
25～30
立焊
100～120
18.5～19.3
15
20～25
8～12
Ⅰ形
平焊
Φ1.0
140～180
20.1～22
18
25～35
立焊
120～130
19～19.7
18
20～25
V形或
单边V形
平焊
120～140
19.3～20.1
18
25～35
立焊
110～120
18.5～19
18
20～25
T 形
接头
1～1.5
Ⅰ形
平焊
Φ1.0
75～85
17.7～18
10～12
20～30
立焊
70～80
17.5～18
2～2.5
平焊
Φ1.0
85～110
18.1～18.9
12～15
20～30
立焊
17.7～18.5
3～4
平焊
Φ1.0
100～130
18.5～19.7
15
25～35
立焊
100～120
18.5～19.3
15
5～6
Ⅰ形
平焊
Φ1.0
120～150
19.3～20.5
15
25～40
立焊
120～130
19.3～19.7
15
V形或
单边V形
平焊
120～140
19.3～20.2
15
立焊
110～120
18.9～19.3
15
8～12
Ⅰ形
平焊
Φ1.0
140～180
20.1～22
18
25～40
立焊
120～140
19.3～20.1
18
V形或
单边V形
平焊
120～140
19.3～20.1
18
立焊
110～130
18.9～19.7
18

8.4　 电弧电压
电弧电压必须与焊接电流合理的进行匹配，提高电弧电压，可以显著增大焊缝宽度。可参照表1进行选用。当母材根部的间隙较大时，可适当降低电弧电压，同时焊接速度也应适当降低。
8.5　 焊接速度
焊接速度应能满足不同种类钢材对焊接线能量的要求。自动焊时，Φ1.0的焊丝通常使用的焊接速度为15cm/min～40cm/min。
8.6　 气体流量
直径为Φ1.0和Φ1.2的焊丝，气体流量一般为10～18L/min；当仰焊时或者焊接速度较快时，气体流量可适当加大。
9　 通用安全要求及维护保养
9.1　 示教编程过程中要不断的观察机器人，防止误操作情况下可能发生的碰撞现象。
9.2　 编程后，必须用示教器对整个程序手动检查一遍，未经检查禁止自动运行程序。
9.3　 机器人自动运行前应确保机器人当前位置处于参考点位置或者机器人能够无碰撞的到达程序的起始点位置；同时应确保没有人员在机器人的活动范围内。
9.4　 机器人自动运行期间，不要在机器人下走动，避免在机器人和其他设备的窄小空间内活动。
9.5　 操作完成后，应使机器人回到参考点位置或者能够无碰撞的到达参考点位置。
9.6　 严格按照说明书的要求定期对机器人及其附属设备进行维护保养。
9.7　 日常维护保养的重点：气路、电路是否有漏气、漏电的情况；电缆绝缘层是否破损；随时观察焊接喷嘴，需要时对喷嘴内的焊渣进行清理；每隔半年应对送丝软管进行一次清理。
10　 焊后修磨
10.1　 一般情况下，机器人焊接的焊件不需要修磨，只对焊接飞溅物进行清理。
10.2　 当焊缝出现质量缺陷的时候，应停止焊接，分析原因后，通过对程序、工艺参数、工装夹具等的调整，使焊缝质量达到要求后再继续焊接。对个别有质量缺陷的焊件可进行返修处理。
10.3　 返修处理的焊件数量不得超过焊件总量的5%。
11　 检验
所有用机器人焊接的焊缝应严格按照《Q/SAJ30604 健身器材产品焊接件通用技术要求》中Ⅰ级焊缝的标准进行抽检。抽检比例不得低于30%。
12　 焊缝质量评判
按照《Q/SAJ30604 健身器材产品焊接件通用技术要求》中附录A的焊缝质量评分表进行评判。所有焊缝都以Ⅰ级焊缝的标准进行评判。
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