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焊接自動化和焊接機器人在日本的發(fā)展動態(tài)

焊接自動化和焊接機器人能提供穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)率，降低成本，是若干年來人類千方面計追求的目標。日本早在70年代就已將點焊機器人引進生產(chǎn)線，而弧焊機器人由于其復(fù)雜性，在生產(chǎn)的應(yīng)用要比前者晚得的多。但到80年代，日本弧焊機器人的使用開始有了顯著增加。目前，點焊機器人仍主要用在汽車行業(yè)，而弧焊機器人已在各工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用�；『笝C器人的應(yīng)用已遍及汽車，船舶，鐵路車輛，鍋爐容器，金屬制品，建筑機械，家用電器等行業(yè)，對降低成本，提高質(zhì)量起到了重大的個別時作用。下面是日本在焊接自動化和焊接機器人開發(fā)應(yīng)用方面所取得的一些自動化和焊接機器人開發(fā)應(yīng)用方面所取得的一些新技術(shù)成果。

　　1、減少飛濺的新型CO2焊接電源

　　在自動化MAG焊接(熔化電極氣體保護電弧焊)中，減少飛濺以使焊接過程能長時間連續(xù)進行是很重要的。為此，日本神戶鋼鐵公司已開發(fā)出一種新型的CO2焊接電源(SP500)。這種電源主要是由脈沖調(diào)制的逆變器組成，用于與弧焊機器人連接。這種電源能在電弧重新引弧之前或短路過渡之前通過探測而在飛濺出現(xiàn)一瞬間控制電流波形，減小電流，抑制飛濺，短路過渡期間的電流和電弧燃燒過程的電壓均可獨立調(diào)節(jié)，以獲得合適的波形。因此這種電源在短路持續(xù)時間具有恒定不變的電流特性，抑制飛濺的作用十分明顯，特別是大尺寸(大于28網(wǎng)眼)的飛濺大約可減少到常規(guī)電源的1/5。

　　這種電源還具有很高的引弧可靠性，這對高效高速的短接頭機器人焊接是很重要的。為了能在焊接開始進迅速引燃電弧，電流上升率可達到將近3000A/ms，在幾毫秒之內(nèi)即能建立起穩(wěn)定的電弧。在焊接結(jié)束時，電源能自動調(diào)節(jié)電流，把焊絲端部的殘余熔滴尺寸減小到最小的最低限度。這種新型電源已成功地用于汽車，鍋爐容器以及其他工業(yè)領(lǐng)域。

　　2、自動化TIG焊的新型引弧方法

　　TIG焊(鎢極惰性氣體保護電弧焊)中通常的引弧方法是接觸引弧或高頻電壓引弧。然后這些引弧方法對弧焊接機器人系統(tǒng)來說都存在一些問題。前者可能在焊縫起始處產(chǎn)生缺陷并增加電極磨損，后者產(chǎn)生高頻電磁噪聲，會干擾控制計算機的運行，導(dǎo)致機器人突然難以預(yù)料的運動，甚至觸發(fā)其它設(shè)備。

　　為了解決這些問題，日本鋼鐵協(xié)會已研制成功一種新型TIG引弧方法。其引弧原理是：在主鎢極的一側(cè)安裝一個小功率等于離子焰流(引燃等離子)發(fā)生器，其體積很小(直徑10mm，長度10mm)，用氬氣作為等離子氣體。當電源接通進，等離子焰流即在鎢極一側(cè)噴出，并在約20ms之內(nèi)，在鎢極端部和工件之間建立起工作電弧。與接觸引弧法盯比較，這種引弧方法幾乎沒有電磁噪聲，減小了電極磨損，有利于電弧穩(wěn)定和減小出現(xiàn)缺陷的可能。