点焊机器人焊接超时_机器人点焊自动化 I 附机器人点焊焊接工艺

在汽车生产过程中，点焊是一种重要的工艺，目前在产的镀锌板燃油车，车身有超过2000个焊点，有的车型焊点数甚至超过了5000。

点焊是一种高速、经济的连接方法，它适于制造可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。

点焊是把焊件在接头处接触面上的个别点焊接起来。

点焊要求金属有较好的塑性。

点焊通常采用搭接接头和折边接头，接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚度的工件组成。

在设计点焊结构时，必须考虑电极的可达性，即电极必须能方便地抵达工件的焊接部位。同时还应考虑诸如边距、搭接量、点距、装配间隙和焊点强度诸因素。

边距的最小值取决于被焊金属的种类，厚度和焊接条件。对于屈服强度高的金属、薄件或采用强条件时可取较小值。

点距即相邻两点的中心距，其最小值与被焊金属的厚度、导电率，表面清洁度，以及熔核的直径有关。

规定点距最小值主要是考虑分流影响，采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。采用热膨胀监控或能够顺序改变各点电流的控制器时，以及能有效地补偿分流影响的其他装置时，点距可以不受限制。

装配间隙必须尽可能小，因为靠压力消除间隙将消耗一部分电极压力，使实际的焊接压力降低。间隙的不均匀性又将使焊接压力波动，从而引起各焊点强度的显著差异，过大的间隙还会引起严重飞溅，许用的间隙值取决于工件刚度和厚度，刚度、厚度越大，许用间隙越小，通常为0.1-2mm。

单个焊点的抗剪强度取决于两板交界上熔核的面积，为了保证接头强度，除熔核直径外，焊透率和压痕深度也应符合要求，焊透率的表达式为：η=h/δ-c×100%。两板上的焊透率只允许介于20-80%之间。

镁合金的最大焊透率只允许至60%。而钛合金则允许至90%。焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的15%，如果两工件厚度比大于2:1，或在不易接近的部位施焊，以及在工件一侧使用平头电极时，压痕深度可增大到20-25%。

点焊接头受垂直面板方向的拉伸载荷时的强度，为正拉强度。由于在熔核周围两板间形成的尖角可引起应力集中，而使熔核的实际强度降低，因而点焊接头一般不这样加载。通常以正拉强度和抗剪强度之比作为判断接头延性的指标，此比值越大，则接头的延性越好。

多个焊点形成的接头强度还取决于点距和焊点分布。点距小时接头会因为分流而影响其强度，大的点距又会限制可安排的焊点数量。因此，必须兼顾点距和焊点数量，才能获得最大的接头强度，多列焊点最好交错排列而不要作矩形排列。

焊点的多少应以连接强度是否满足需要为标准，过多、过密的焊点只能增加焊接的成本，同时过密的焊点由于焊接分流的加大，焊接强度降低。

焊点位置是工艺和产品设计协调的结果重要焊点位置应以CAE计算结果来设定，下表为不同料厚焊点剪切强度要求：

通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取，首先确定电极的端面形状和尺寸。其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样，经检查熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。

最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有时不能撕出圆孔和凸台，但可通过剪切的断口判断熔核的直径。必要时，还需进行低倍测量、拉抻试验和X光检验，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等。以试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响，以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。

焊点直径的量取由长轴测量数值加上与长轴垂直轴测量值除2来计算，d=(a+b)/2

2、点焊机器人系统

中频焊接控制器变压器更小更轻，能提供持续高能量，电流调整更快更精确，可应用于：镀锌板、高强度钢板、铝合金板、3层板焊接及大喉宽焊钳。

伺服焊钳相较气动焊钳的优势：

1、机器人与焊钳同步协调运动，大大提高生产节拍

2、焊接中压力与热量同步增长，更可靠保证焊点质量

3、扩展工艺过程控制

4、增强诊断及监控

5、简化焊钳设计，提高柔性

6、降低维修率，提高运行时间

7、减少生产成本(耗气，备件)

8、一个焊接循环后自动调整电极帽零位

9、换枪后检查/调整焊钳，在断开伺服控制时焊钳臂位移后可进行修正焊钳零位

提高焊接质量体现在:

1、软接触可实现极少的产品冲击

2、高精确度的可重复性加压

3、焊接中精确恒压控制

4、更稳定的电极管理及控制

增强诊断及监控体现在:

1、压力监控，防止压痕过深、焊点裂纹现象

2、电极帽诊断，监控电极磨损

3、电极修磨器状况

4、多层板的联结状态

5、换枪及急停后的位置诊断

简化焊钳设计，提高柔性：

1、焊接压力范围增大

2、无大开口及小开口限制，优化焊钳臂定位

3、不同工作站利用同一个焊钳设计，减少数量

4、电机集成化，减小焊钳质量

5、其高柔性便于在项目前期确定焊钳设计

降低维修率，提高运行时间体现在:

1、更容易进行错误追踪

2.诊断及预防性保养

3、减少备件数量

4、排除平衡问题

减少生产成本体现在:

1、耗气量

2、电机帽消耗

3、电机杆消耗

4、维修费用

5、易于编程

机械平衡

焊接位置修正：允许编程误差+/-3mm

释放固定焊钳臂：可释放固定焊钳臂5mm

焊钳臂偏差补偿：可补偿焊钳臂偏差5mm

电极帽测量及补偿 ：测量电极帽并可补偿0-10mm 金属板的位置+/- 1 mm

水气单元：

管线包：

机器人管线包主要是用于连接机器人终端执行器(换枪盘，焊钳等)应用而开发的一套线束系统；该线束具备以下几种特点：

1、满足设备的应用功能

2、具有较好的使用寿命

3、尽量不限制机器人的工作范围

4、便于安装和维修

最后我们分享几个标准点焊工作站的平面布置图，并欣赏一段机器人点焊自动化视频：

01:52

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