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薄壁管焊接机器人夹具设计注意事项

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-11-08 0:07:08 * 浏览: 0
薄壁管焊接机器人夹具设计注意事项工件定位焊接操作之前要做的第一步工作是确定工件的位置。特别地,在焊接机器人焊接过程中位置的精度非常高。如果在焊接过程中工件的位置由于外力而移位,则焊接位置将改变,并且对焊接质量的影响很大。为了确定物体在空间中的位置,我们必须首先研究影响物体空间位置的因素。如果物体不在空间中,则无法确定物体在空间中的位置。在空间中创建三维笛卡尔坐标系,并将对象放置在坐标系中。可以看出,没有任何约束的对象可以沿着三个坐标系执行平移和旋转运动,总共有六种运动。定位必须消除这六个运动的可能性。薄壁圆柱体在空间上具有六个自由度,从而消除了将这些自由度分别限制在空间中以实现定位的自由度。在xOy平面上安排三个定位点会使薄壁圆柱体无法绕OX轴(Oy轴)旋转,并阻止其沿Oz轴移动,从而限制了薄壁圆柱体的三个自由度,并可能沿着在yOz平面中的OX轴上并围绕Oz轴旋转两个运动,将定位点定位在相应位置以限制其自由度,在XOZ平面中只有一种运动可能性,即在XOZ平面中运动。 Oy方向,布置在相应位置锚点用于限制其自由度。以上可以限制物体在空间中的六个自由度,从而也可以确定空间中薄壁圆柱体的位置。当然,上述定位点的分布仅基于规则形状的物体定位。考虑到实际情况,实际工件的形状是多种多样的,需要结合实际形状重新布置定位点的位置。开始焊接之前需要焊接工件。确定夹具中的位置,并且在整个焊接过程中不允许位移。必须始终将其保持在初始位置,并且焊接夹具的可靠定位和夹紧功能可以确保焊接质量。夹具自锁这种焊接夹具采用弯曲的偏心方法,通过阿基米德螺旋轨迹来间接夹持工件。该方法的优点是阿基米德螺旋线的仰角是固定的。如果角度偏心变化,则仰角会不断变化。仰角的变化也驱动夹紧力的变化。如果始终改变夹紧力,将影响工件的夹紧性能。因此,阿基米德螺线的上升角是固定的,并为整体夹紧质量提供了可靠的保证。考虑到曲线偏心结构难以制造,并与实际焊接工件的形状相结合,仅将阿基米德螺旋轨迹应用于夹板的运行轨迹,不仅降低了制造难度,而且应用了曲线偏心原则。在夹具的设计中,极大地促进了夹持质量的提高。手动旋转手柄使夹板与待焊接工件接触后,曲线偏心机构可以通过自身的性能实现对工件的夹紧,但为了避免焊接过程中夹紧力的松动,适用于弯曲偏心机构的自锁。性能网络确保作用在其上的摩擦力作为夹紧力,见图4.1。曲线偏心机构实现了上升角小于摩擦角的自锁条件,只要达到该条件,就可以实现自锁功能。阿基米德螺线的极坐标方程为:由于两个角相互互补,因此极角可以为s在上述范围内的自锁。夹紧行程将工件夹紧在工件上是通过夹紧行程实现的,夹紧行程是指刚接触焊接工件(参见图4.2)以夹紧工件(参见图4.3)之后夹紧板的旋转中心。距被夹紧工件表面的距离的变化也是图中h1和h2之差。夹具夹紧力这种特殊的焊接夹具旨在通过使用刚性固定方法来防止薄板发生焊接变形。施加夹紧力以抵抗焊接应力以防止焊接变形。首先,需要确定在自然状态的薄板的焊接过程中产生的焊接应力。薄板焊接主要容易产生波浪形变形和局部凸起变形。选择产生凸出最明显和最严重变形的位置代表力,对力的分析被视为薄板焊接产生的焊接应力。由于作用力不均匀,会给作用力分析带来很大麻烦。凸起被视为在均匀载荷下形成的弯曲变形,以分析力。在获得夹紧力之前,需要使用鼓组套件中心的力F来分析整个机构的力。力图如图4.4所示。该力包括施加在手柄上的力Q和工件反作用力P。工件反作用力P正交分解为摩擦力R和夹紧力J。扭矩取自旋转中心的O点。手动操作夹具以手动旋转手柄,以控制夹具的松动和夹紧。考虑到实际工件的形状并满足夹紧的可靠性,在设计过程中两者的形状保持一致,并且三个轮胎板在圆周上均匀排列以在焊接过程中夹紧并固定刚度工件。灯具的物理图如图4.5所示。为了使夹紧板能够松开并夹紧工件,设计了一段阿基米德螺旋轨迹。所谓阿基米德螺旋线是指围绕某个中心的空间中的任何点。以恒定的角速度做圆周运动,并且以相同的速度远离中心点移动,即依靠阿基米德螺旋的离心作用来实现夹具的松动和夹紧作用,即夹具的夹紧原理该图如图4.60所示。如图4.5所示,焊接夹具的圆形夹具可以提高夹具的稳定性,并避免焊接过程中的外部不利因素(如振动和摇晃)对焊接质量的不利影响。焊接夹具的轮胎板的运动由路径的上部和下部综合。路径的下部是阿基米德螺旋轨道的一部分。机械手是手动操作以执行圆周运动。阿基米德螺旋的离心作用用于实现工件。松开并夹紧。路径的上部是轨迹的直线,并且上部和夹子始终相对固定,其作用是保持夹板的相对位置固定。另外,夹子的整体形状为金属结构,一方面可以提高夹子的刚性,另一方面可以达到散热的效果。提高了对工件的散热效果,并在一定程度上降低了不均匀加热的程度,并减少了焊接变形。夹具的尺寸设计为充分考虑工件的实际尺寸,以确保夹紧的可靠性。具体尺寸如图4.7所示。当焊接机器人焊接薄壁圆筒的纵向焊缝时,可以将薄壁圆筒直接放置在焊接夹具中,将焊接位置放置在夹板之间的缝隙中,并从下方焊接焊炬垂直于上部垂直方向完成薄壁圆筒的纵向焊接。在薄壁管环焊缝的焊接中,经济组合焊接夹具的原理是使用两个相同的焊接夹具水平放置一对圆周焊缝。焊接夹具由固定在工作台上的间歇V型块定位。限制完成环缝焊接的自由度。焊接工艺试验完成后,测量薄壁管环焊缝的变形,在夹紧状态下测量薄壁圆柱体的变形在0.1-0.2mm的范围内。实验证明,变形量可以保证焊接过程的顺利进行。 ???