錨索全自動(dòng)焊接機(jī)器人的研制與應(yīng)用

張繼彪 馬月磊 劉 磊 焦方超 宋 明

泰安市泰潔科工貿(mào)有限責(zé)任公司 山東 泰安 271200

引言

隨著國(guó)內(nèi)大部分礦井開采深度的不斷增加,巷道支護(hù)難度越來(lái)越大,急需把注漿錨固錨索和樹脂錨固錨索合二為一,通過(guò)二者之間的取長(zhǎng)補(bǔ)短,兼有二者的優(yōu)點(diǎn),克服它們各自的缺點(diǎn),形成一種全新的錨索品種；通過(guò)提高注漿壓力,使?jié){液在充滿鉆孔、實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固的同時(shí),向鉆孔周圍巖石裂隙中擴(kuò)散,對(duì)圍巖起到粘結(jié)固化作用,實(shí)現(xiàn)深孔錨注。目前中空注漿錨索在礦井中得到了很好的推廣應(yīng)用,主要用在軟巖及深井巷道、大斷面硐室、沿空掘巷、沿空留巷、巷道修復(fù)、底臌治理、等復(fù)雜苦難條件,取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益公司為了降低煤礦成本,緊跟形勢(shì)自主制作加工SKZ22-1/1860 中空注漿礦用錨索,而焊接速度嚴(yán)重制約我公司生產(chǎn)效率,基于此公司技術(shù)人員自主研發(fā)了錨索全自動(dòng)焊接機(jī)器人。

1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程

第一代：60年代初,美國(guó)Unination公司成功研制第一臺(tái)數(shù)控機(jī)械手,它是具有記憶存儲(chǔ)能力的示教再現(xiàn)式機(jī)器人,1962 年年美國(guó)AMF公司推出的VERSATRAN 和UNIMATIONGON 公司推出的UNIMATE是機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型。

第二代：70年代初,出現(xiàn)了具有感覺(jué)傳感器的機(jī)器人,具有一定的自適應(yīng)能力。

第三代：80年代,具有智能功能的機(jī)器人,具有靈活的思維功能。到了90年代初隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等快速發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)也得到了快速發(fā)展。

系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)如圖所示包括步進(jìn)電機(jī)Ⅰ(控制錨索旋轉(zhuǎn)角度)、二保焊焊槍、氣缸、絲杠滑塊平移平臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)Ⅱ、雙軸編程控制器。

為方便員工快速上手,經(jīng)過(guò)調(diào)研我公司采用奔騰數(shù)控BR010編程控制器,本控制器可實(shí)現(xiàn)雙軸、11路輸出、11路輸入。

系統(tǒng)運(yùn)行

第一步將錨索穿入軸承座,到達(dá)指定位置后利用卡盤進(jìn)行固定。

第二步按運(yùn)行按鈕,電機(jī)Ⅱ根據(jù)編程的指令進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)的絲杠滑塊平移平臺(tái)向左勻速運(yùn)動(dòng),與此同時(shí)編程器控制電磁閥的吸合,使氣缸下落,同時(shí)編程器還控制繼電器(代替二保焊按鈕)吸合使二保焊焊槍吐絲實(shí)現(xiàn)焊接功能,由于轉(zhuǎn)速、圈數(shù)已提前編程,因此可實(shí)現(xiàn)勻速焊接。當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置后,控制器會(huì)下達(dá)指令使電機(jī)Ⅱ反轉(zhuǎn),電磁閥、繼電器彈開,即氣缸彈起、焊槍停止工作。

第三步電機(jī)Ⅱ反轉(zhuǎn)的瞬間,電機(jī)Ⅰ開始正轉(zhuǎn),根據(jù)設(shè)定好的參數(shù),實(shí)現(xiàn)卡盤旋轉(zhuǎn)45°卡盤旋轉(zhuǎn)完畢后系統(tǒng)運(yùn)行第二步,循環(huán)8次即可完成焊接。

系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與前景

(1)本產(chǎn)品具有穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量的功能。

(2)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

(3)改善勞動(dòng)強(qiáng)度。

(4)可根據(jù)用戶需求對(duì)機(jī)器人輸入不同的指令實(shí)現(xiàn)不同的功能,例如電機(jī)Ⅱ不工作,電機(jī)Ⅰ工作可以實(shí)現(xiàn)環(huán)形焊縫的焊接可以用于焊接圓管和圓鋼。

(5)如果兩電機(jī)同時(shí)工作可以實(shí)現(xiàn)螺旋焊縫的焊接可以用于絞龍葉片的焊接。

(6)對(duì)焊槍繼電器輸入不同的指令可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊、斷焊等焊接方式。

結(jié)語(yǔ)

焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中必不可少的一種加工工藝方法,在汽車制造、工程機(jī)械、摩托車等行業(yè)中占有重要的地位。過(guò)去采用人工操作焊接加工是一項(xiàng)繁重的工作,隨著許多焊接結(jié)構(gòu)件的焊接精度和速度要求越來(lái)越高,一般工人已難以勝任這一工作。此外,焊接時(shí)的電弧、火花及煙霧等對(duì)人體會(huì)造成傷害,焊接制造工藝的復(fù)雜性、勞動(dòng)強(qiáng)度、產(chǎn)品質(zhì)量、批量等要求,使得焊接工藝對(duì)于自動(dòng)化、機(jī)械化的要求極為迫切,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)焊接代替人工操作焊接成為幾代焊接人的理想和追求目標(biāo)。制造的批量化、高效率和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求,使焊接機(jī)器人在焊接中獲得大量應(yīng)用。汽車制造中的機(jī)器人自動(dòng)焊接所占比重也超過(guò)建筑、造船、鋼結(jié)構(gòu)等其它行業(yè),這也反映出汽車焊接生產(chǎn)所具有的自動(dòng)化、柔性化、集成化的制造特征。焊接機(jī)器人是焊接自動(dòng)化的革命性進(jìn)步,它突破了傳統(tǒng)方式,開拓了一種自動(dòng)化生產(chǎn)方式。焊接機(jī)器人的出現(xiàn),使小批量產(chǎn)品自動(dòng)化焊接生產(chǎn)成為可能。