淺談IGM機(jī)械手在生產(chǎn)中常見(jiàn)問(wèn)題解決

陳紅紅 何冬 王廣超 史先良

摘要：IGM機(jī)械手作為轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，主要完成構(gòu)架側(cè)橫梁焊接中焊接量最大的長(zhǎng)焊縫焊接。本文結(jié)合IGM機(jī)械手的組成及設(shè)備基本功能對(duì)其實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用和生產(chǎn)中常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法做了簡(jiǎn)單介紹。

關(guān)鍵詞：IGM機(jī)械手 基本功能 常見(jiàn)問(wèn)題 解決方法

前言

IGM機(jī)械手出自?shī)W地利IGM公司，焊接設(shè)備采用奧地利Fronius公司的TPS5000全數(shù)字化控制的逆變焊接電源。IGM機(jī)械手由機(jī)器人1～6軸、軌道X Y Z R軸、外部E1 E2 E3 E4軸組成。由主控室操控AGV小車(chē)?yán)密壍劳瓿蓹C(jī)械手與工作站之間隨行工裝轉(zhuǎn)運(yùn)工作，再通過(guò)機(jī)械手與焊接設(shè)備配合完成工件焊接工作，從而形成整個(gè)IGM機(jī)械手生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)行模式。將IGM機(jī)械手運(yùn)用到生產(chǎn)中大大提高了產(chǎn)品焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性以及生產(chǎn)效率。

一、IGM機(jī)械手示教器常用功能

HOME：翻至第一行 DEL：刪除程序點(diǎn)

END：翻至最后一行 INS：插入程序點(diǎn)

STEP-：尋找圓弧前一程序點(diǎn) CORR：更正程序點(diǎn)

STEP+：尋找圓弧后一程序點(diǎn) ADD：增加程序點(diǎn)

GET STEP：運(yùn)行至尋找的圓弧點(diǎn) JOINT：?jiǎn)屋S坐標(biāo)，選中后各軸單獨(dú)動(dòng)

SINLE STEP-：運(yùn)行至前一程序點(diǎn) WORLD：世界軸坐標(biāo)，選中后可實(shí)現(xiàn)同類(lèi)軸聯(lián)動(dòng)

INLE STEP+：運(yùn)行至后一程序點(diǎn) WORK：工件軸坐標(biāo)，選中后可實(shí)現(xiàn)所有軸聯(lián)動(dòng)

GOTO STEP：運(yùn)行至指定程序點(diǎn) TOOL：工具軸坐標(biāo)

DRIVES：驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)鍵，帶燈顯示 ESC：退出鍵

PROC1：電弧開(kāi)關(guān)鍵，帶燈顯示 START：運(yùn)行程序

STOP：停止

2nd Shift + DROC1：手動(dòng)送絲 AITFT + T：清除位移塊（電弧跟蹤記憶）

AITFT + CORR：更正焊接速度 AITFT + H：：編程速度與正常運(yùn)行速度切換

二、IGM機(jī)械手常規(guī)問(wèn)題解決

2.1、斷電

正常情況下會(huì)提前接到斷電通知，操作者提前停止機(jī)械手工作，給機(jī)械手機(jī)器人軸歸零，自主關(guān)機(jī)。通電后，操作者進(jìn)行開(kāi)機(jī)，開(kāi)機(jī)后首先按F4選擇與當(dāng)前機(jī)械手位置相匹配的子工作站，然后F8退出當(dāng)前頁(yè)面。按亮DRIVES驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)鍵，再按F6軸參選擇機(jī)器人軸，進(jìn)行自動(dòng)校正軸，完成校正F8退出當(dāng)前頁(yè)面，機(jī)械手可正常使用。

若程序運(yùn)行中突然斷電，校正軸前須要手動(dòng)把機(jī)械手臂調(diào)至安全位置，然后再進(jìn)行自動(dòng)校正。注意，因機(jī)器人6軸可720°轉(zhuǎn)動(dòng)，須手動(dòng)轉(zhuǎn)至大概零位位置后再進(jìn)行自動(dòng)校正，避免出現(xiàn)6軸零位不準(zhǔn)現(xiàn)象。

2.2、校正TCP

TCP（tool center point工具中心），焊接機(jī)器人的中心點(diǎn)就是焊槍焊絲的端點(diǎn)。因?yàn)門(mén)CP的零位精度直接影響焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)中不可避免發(fā)生焊槍噴嘴與夾具工件直接的碰撞等不可預(yù)見(jiàn)性因素導(dǎo)致TCP零位偏離時(shí)，就需要利用手動(dòng)進(jìn)行機(jī)器人TCP較零。

首先關(guān)閉水循環(huán)系統(tǒng)，拆除焊槍噴嘴和導(dǎo)電嘴，裝上校零專(zhuān)用的TCP檢測(cè)銷(xiāo)。將機(jī)器人軸調(diào)至如圖10所示位置，TCP檢測(cè)銷(xiāo)尖對(duì)準(zhǔn)軸柱上的TCP校正點(diǎn)。 JOINT單軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人6軸，在TCP檢測(cè)銷(xiāo)尖偏離TCP校正點(diǎn)最遠(yuǎn)的位置停下。用六棱扳手松開(kāi)TCP校正螺絲的緊固螺絲，再通過(guò)調(diào)整校正螺絲改變TCP檢測(cè)銷(xiāo)尖與TCP校正點(diǎn)之間的距離，調(diào)整度為偏離值的二分之一（例如：偏離值為4mm，調(diào)整2mm）。然后再用 WORK工件坐標(biāo)調(diào)整機(jī)器人1 2 3軸使TCP檢測(cè)銷(xiāo)尖對(duì)準(zhǔn)TCP校正點(diǎn)。再JOINT單軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人6軸...反復(fù)以上操作，直至單軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人6軸360°過(guò)程中TCP檢測(cè)銷(xiāo)尖始終對(duì)準(zhǔn)軸柱上的TCP校正點(diǎn)。然后擰緊TCP校正螺絲的緊固螺絲，下TCP檢測(cè)銷(xiāo)裝好焊槍噴嘴和導(dǎo)電嘴，恢復(fù)水循環(huán)，即TCP較零完成。

2.3、焊槍安全已啟動(dòng)（撞槍?zhuān)?/p>

焊槍安全報(bào)警的原因有很多，最常見(jiàn)的是焊接過(guò)程中由于出絲不暢、導(dǎo)電嘴堵塞、栽搶等原因使噴嘴或焊槍直接與工件撞上導(dǎo)致的。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)關(guān)閉機(jī)械手停止運(yùn)行。需手動(dòng)把機(jī)器人軸推開(kāi)，使噴嘴或焊槍離開(kāi)工件方可開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)。注意，嚴(yán)禁推拉機(jī)器人軸6，避免造成TCP偏離。

驅(qū)動(dòng)開(kāi)啟后，操控機(jī)器人軸至合適位置，按SINLE STEP-或STEP- 加GET STEP尋找撞槍位置的前一個(gè)程序點(diǎn)。關(guān)閉電弧按下START空走到程序中斷位置，按下停止鍵STOP，觀察位置是否準(zhǔn)確。如果有所偏離可用工件坐標(biāo)WORK調(diào)整機(jī)器人軸對(duì)焊接位置進(jìn)行調(diào)整，并CORR更正該臨時(shí)點(diǎn)（臨時(shí)點(diǎn)的更正不會(huì)對(duì)原有程序造成影響），然后開(kāi)啟電弧按下START繼續(xù)焊接。

2.4、焊接設(shè)備未激活

機(jī)械手因出現(xiàn)異?；蚱渌蛐枰P(guān)閉焊接設(shè)備后進(jìn)行異常處理，完成異常處理后再開(kāi)啟焊接設(shè)備時(shí)出現(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)已連接，驅(qū)動(dòng)也可開(kāi)啟，但焊接設(shè)備所有功能未激活無(wú)水循環(huán)、無(wú)法送絲等現(xiàn)象。焊接設(shè)備面板如圖8所示。

此時(shí)可利用控制按鈕盒改變模式，來(lái)對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行激活。將控制按鈕盒上的自動(dòng)模式改為手動(dòng)模式，確定焊接設(shè)備面板恢復(fù)正常電流電壓顯示后，再恢復(fù)自動(dòng)模式，這時(shí)焊接設(shè)備激活成功，按DRIVES開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)機(jī)械手可正常運(yùn)行。

三、焊縫成型不良整改

3.1、焊角不足或超差

尋找到焊角不足或超差的程序點(diǎn)使用翻頁(yè)鍵選中示教器界面中的速度欄，用數(shù)字鍵改變速度欄中的速度百分比。然后用AITFT + CORR更正保存該程序點(diǎn)的焊接速度，從而通過(guò)調(diào)整焊接速度百分比解決焊角不足或超差的焊縫成型不良問(wèn)題。

3.2、氣孔、未熔合

當(dāng)一道焊縫的打底或填充焊完后發(fā)現(xiàn)氣孔未熔合等缺陷時(shí)，首先STOP停止程序繼續(xù)運(yùn)行。等將缺陷徹底清除后，從摘要跳轉(zhuǎn)程序GOTO STEP到該道打底填充尋找開(kāi)始前。關(guān)閉電弧后，運(yùn)行程序開(kāi)始尋找起弧點(diǎn)。尋找結(jié)束后，帶著位移塊按著程序點(diǎn)順序挨個(gè)GO到缺陷位置的前一點(diǎn)。一般出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題可能存在程序點(diǎn)不準(zhǔn)或程序運(yùn)行時(shí)軸聯(lián)動(dòng)不暢等問(wèn)題，所以需再逐步確認(rèn)缺陷位置前后程序點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，所有程序點(diǎn)位置是否準(zhǔn)確及兩點(diǎn)或幾點(diǎn)之間軸變化是否過(guò)度，并通過(guò)工件坐標(biāo)調(diào)整，調(diào)整后確認(rèn)無(wú)誤CORR更正程序點(diǎn)。更正后GO到缺陷前一點(diǎn)，空走到缺陷清除后需要重新補(bǔ)焊的位置，開(kāi)弧進(jìn)行補(bǔ)焊直到補(bǔ)焊結(jié)束。AITFT + T清除位移塊，從摘要尋回中斷程序時(shí)的程序點(diǎn)使機(jī)械手回到中斷點(diǎn)，清理補(bǔ)焊起弧收弧處，方可繼續(xù)運(yùn)行程序完成焊接工作。焊接工作結(jié)束后，可得到成型良好無(wú)需進(jìn)行修補(bǔ)的機(jī)械手焊縫。

蓋面出現(xiàn)類(lèi)似缺陷時(shí)，也可以用以上方法進(jìn)行補(bǔ)焊，同時(shí)還需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整焊接速度。機(jī)械手完成補(bǔ)焊后需將補(bǔ)焊時(shí)調(diào)整的焊接速度調(diào)回原來(lái)的焊接速度，下機(jī)械手后再進(jìn)行接頭處的處理。

四、異常處理

4.1、樣板焊縫樣板丟失

當(dāng)工件厚度增加從而同樣焊縫形式需要重復(fù)編輯的堆焊或程序點(diǎn)位置不易觀察，該段焊縫又需要覆蓋兩次及以上編輯的焊縫需要花費(fèi)大量時(shí)間完成重復(fù)編程工作時(shí)，往往會(huì)選擇使用IGM機(jī)械手自帶的樣板焊縫功能。通過(guò)庫(kù)程序調(diào)用，準(zhǔn)確、快速、靈活的完成以上類(lèi)型焊縫的編輯，大大減少了編程時(shí)間。

實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化編程時(shí)間的同時(shí)，也存在了一個(gè)新的問(wèn)題。當(dāng)樣板程序運(yùn)行中出現(xiàn)突發(fā)情況，如突然斷電，意外撤銷(xiāo)程序會(huì)導(dǎo)致樣板丟失。那么接下來(lái)沒(méi)有完成的樣板焊縫將無(wú)法施焊，往往只能跳過(guò)待下機(jī)械手后進(jìn)行人工補(bǔ)焊。經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)生樣板焊縫丟失樣板后直接把程序跳轉(zhuǎn)至結(jié)束，把工件連同隨行工裝運(yùn)回工作站，重新上一個(gè)進(jìn)行正常焊接。完成焊接后，再把樣板丟失的工件換回機(jī)械手上。激活程序后不按START重新啟動(dòng)程序，而是直接從摘要中尋到中斷樣板前的樣板調(diào)用位置。利用前一個(gè)工件施焊時(shí)的樣板記憶完成丟失樣板工件的焊接。只需無(wú)弧空走運(yùn)行到中斷處加弧即可繼續(xù)施焊，雖然工件之間存在些微差異對(duì)施焊影響不是很大。

4.2、深焊縫起弧氣孔

遇上因缺陷中斷焊接，清除缺陷后繼續(xù)施焊時(shí)出現(xiàn)起弧氣孔現(xiàn)象。跟蹤發(fā)現(xiàn)是由于清除缺陷后焊縫過(guò)深，起弧時(shí)焊縫內(nèi)空氣無(wú)法完全排除，氣體保護(hù)不良導(dǎo)致出現(xiàn)氣孔。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在起弧焊接前，通過(guò)焊接設(shè)備控制面板中的氣體檢測(cè)鍵，提前對(duì)焊縫進(jìn)行氣體保護(hù)，預(yù)送氣后再進(jìn)行起弧施焊，該法有效解決了因此類(lèi)原因出現(xiàn)的氣孔問(wèn)題。

五、結(jié)論

數(shù)據(jù)化控制的IGM機(jī)械手操作簡(jiǎn)單，控制精度高，而且其機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)模式也很適合運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)。它能代替焊工去完成高強(qiáng)度的焊接作業(yè)，同時(shí)也可以保證焊接質(zhì)量和提高焊接效率。操作者需要熟練掌握IGM機(jī)械手的操作技能，了解IGM機(jī)械手在生產(chǎn)中出現(xiàn)的報(bào)警及其他問(wèn)題的原因，并能夠及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。IGM機(jī)械手日常維護(hù)和保養(yǎng)也必不可少。如送絲機(jī)構(gòu)維護(hù)、氣體流量監(jiān)測(cè)、焊槍安全保護(hù)系統(tǒng)是否正常、水循環(huán)系統(tǒng)工作是否正常、測(cè)試TCP等。需做到有問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)早處理，確保TGM機(jī)械手能夠穩(wěn)定運(yùn)行。TGM機(jī)械手在得到很好養(yǎng)護(hù)的同時(shí)也能有效的避免焊接質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。

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