技术

引言 

    电力机车车体底架的牵引梁、枕梁作为机车的关键部件，其焊接质量好坏直接影响着机车运行的安全。 

为了提高焊接质量的稳定性。提高生产效率，改善工人的劳动条件和降低劳动强度，株洲电力机车有限公司引进了奥地利IGM焊接机器人，用于枕梁、牵引梁的焊接生产。 

1 IGM焊接机器人系统简介 

    IGM焊接机器人系统由机器人本体、控制系统、变位机、示教器、远程控制盒、跟踪系统、焊接系统和应用软件等组成。 
    
    控制系统采用奔腾CPU及全数字式信号通讯，能够控制机器人6轴、三维龙门机架x ，y，z 轴及变位机轴，能扩展2个外部轴。机器人本体采用6轴肘节式结构。作为人机交换界面的示教器和远程控制盒用来进行机器人控制。跟踪系统采用接触式喷嘴传感器、电弧传感器、ELS激光传感器三种跟踪方式，可实现对V形、单V型、角焊缝、塞焊缝等多种形式焊缝的跟踪。焊接系统采用Fronius TPS5000全数字化控制的逆变焊接电源。另外，系统还配置有高效的焊接烟尘吸收净化装置和自动清枪、剪丝、喷防飞溅油装置。 
    
2 在机车车体制造中的应用 

    2．1 单轴变位机机器人系统应用于枕梁焊接 

    枕梁焊接采用单轴头尾架式变位机。枕梁由上、下盖板、立板和隔板等组焊成箱形结构，组装完毕后对两侧4条焊缝、上下表面直焊缝进行船形焊接。 

    2．2 双轴变位机机器人系统应用于牵引梁焊接 

    牵引梁焊接采用2台双轴框架式变位机系统。牵引梁是一个复杂的多箱体结构，组装完毕后进行机器人焊接，由于空问较小，机械手的摆放自由度小，编程时问长，对编程技能要求较高。 

3 焊接机器人应用中存在的问题和解决措施 

    3．1 焊接缺陷分析及处理 

    机器人焊接采用的是富氩混合气体保护焊，焊接过程中出现的焊接缺陷一般有焊偏、咬边、气孔等几种，具体分析如下： 
    
    （1）出现焊偏可能为焊接的位置不正确或焊枪寻找时出现问题。这时，要考虑TCP（焊枪中心点位置）是否准确，并加以调整。如果频繁出现这种情况就要检查一下机器人各轴的零位置，重新校零予以修正。 
    
    （2）出现咬边可能为焊接参数选择不当、焊枪角度或焊枪位置不对，可适当调整功率的大小来改变焊接参数，调整焊枪的姿态以及焊枪与工件的相对位置。 
    
    （3）出现气孔可能为气体保护差、工件的底漆太厚或者保护气不够干燥，进行相应的调整就可以处理。 
    
    （4）飞溅过多可能为焊接参数选择不当、气体组分原因或焊丝外伸长度太长，可适当调整功率的大小来改变焊接参数，调节气体配比仪来调整混合气体比例，调整焊枪与工件的相对位置。 
    
    （5）焊缝结尾处冷却后形成一弧坑，编程时在工作步中添加埋弧坑功能，可以将其填满。 
    
    3．2 机器人故障分析与处理 
    
    在焊接过程中机器人系统遇到一些故障，常见的有以下几种： 
    
    （1）发生撞枪。可能是由于工件组装发生偏差或焊枪的TCP不准确，可检查装配情况或修正焊枪TCP。 
    
    （2）出现电弧故障，不能引弧。可能是由于焊丝没有接触到工件或工艺参数太小，可手动送丝，调整焊枪与焊缝的距离，或者适当调节工艺参数。 
    
    （3）保护气监控报警。冷却水或保护气供给存有故障，检查冷却水或保护气管路。