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機器人工作站

激光複合焊機器人工作站-機器人集成係統

發布日期:19-06-19 21:40 人氣:

  
二、激光焊接工作站介紹:

8種不同焊接工藝實現:
A、激光自熔工藝
B、 Laser Hybrid激光MIG複合焊
C、激光CMT複合焊
D、激光熔覆工藝
E、 Laser Coldwire  激光冷絲
F、 Laser Hotwire  激光熱絲
G、純MIG
H 、CMT
      此方案可以實現以上8種工藝,選擇目前市場最為先進IPG光纖激光器和工業機器人,焊接頭、通過人工示教機器人運動軌跡、切換不同工藝裝備和設定焊接參數,可以達到以上7種工藝焊接狀態,滿足試驗室大部分實驗和教學要求。
三、工作原理介紹:
1台4kW  Ytterbium Fiber Laser YLS-4000激光發生器,帶1路耦合器1路光閘。
20米0.3-0.4mm 芯徑光纖+RAYTOOLS AG AK390光纖激光熔敷頭+ 1套Fronius TPS5000CMT+ 1套Motoman  MH24機器人 + 1套300KG  單軸變位機+送粉器+複合焊頭夾持架。
工作原理:一套焊接頭實現不同工藝切換,隻需在PLC、設備設置對應程序和焊接工藝調整即可實現,簡單快捷。
 
四、激光MIG複合焊接介紹:
激光焊與另一種焊接方法相結合的焊接技術稱為激光複合焊。激光-MIG焊就是激光與MIG電弧同時作用於焊接區,通過激光與電弧的相互影響,克服每一種方法自身的不足,進而產生良好的複合效應。 圖1描繪了激光-MIG的基本原理。


圖1:激光-MIG複合焊示意圖
  MIG焊成本低,使用填絲,適用性強,缺點是熔深淺、焊速低、工件承受熱載荷大。激光焊可形成深而窄的焊縫,焊速高、熱輸入低,但投資高,對工件製備精度要求高,對鋁等材料的適應性差。激光-MIG的複合效應表現在:電弧增加了對間隙的橋接性,其原因有二:一是填充焊絲;二是電弧加熱範圍較寬。電弧功率決定焊縫頂部寬度,激光產生的等離子體減小了電弧引燃和維持的阻力,使電弧更穩定。激光功率決定了焊縫的深度,更進一步講,複合導致了效率增加以及焊接適應性的增強。
  從能量觀點看,激光電弧複合對焊接效率的提高十分顯著。這主要基於兩種效應,一是較高的能量密度導致了較高的焊接速度;二是兩熱源相互作用的疊加效應。
             對於激光焊來說,焊接前,必須首先解決表麵反射問題,尤其是鋁表麵。工件對激光的
吸收率本質上受表麵溫度的影響。而對於激光-MIG焊,由於電弧加熱,金屬溫度升高,降低了
金屬對激光的反射率,增加了對光能的吸收。
 
    Fronius CMT焊機介紹
1.1選用的設備可實現的功能
實現的焊接方式:
A) 變極性CMT焊功能
B) 純CMT焊
C) CMT+P 混合過渡(CMT複合脈衝工藝)
D) 脈衝MIG/MAG 藝
E) 直流MIG/MAG焊工藝
F) 雙脈衝焊接工藝
 
適用的材料:
ü 鋼
ü 鋁
ü 不鏽鋼
ü 鍍鋅板
ü 銅
ü 鎳
ü 鎂,鈦,等特殊材料
 
 
 
一、 用途:
用於配套機器人使用,實現堆焊增材,可以實現特殊合金鋼,鋁,鎳,不鏽鋼,或其它特種材料(如鈦,鎂等)
二、 焊機的技術的先進性說明
TPS4000CMT焊機是采用全數字化控製的逆變焊機,內置有各種材料的焊接專家係統,在焊接過程中主動幹預熔滴過渡,實現冷-熱交替焊接,容易實現薄板或超薄板焊接,同時焊接飛濺小,熱輸入量。同時焊機包含其它品牌MIG/MAG焊機的功能,是目前功能最全的MIG/MAG焊機。同時焊機具有智能化,可升級等技術領先性能特點,在不改變硬件的情況下保證焊機的先進性。
Fronius 公司CMT(Cold Metal Transfer)冷金屬過渡技術是在直流MIG/MAG焊基礎上開發的一種革新技術。從原理上說,CMT同傳統的MIG/MAG焊有兩個最大不同之處:
Ø  CMT焊接送絲不是恒定的,是作送進/回抽的往複運動。

 
 
當焊機的DSP處理器監測到一個熔滴短路信號,焊機就會讓焊絲進行回抽,幫助熔滴脫落,每秒種回抽頻率高達70次
Ø  熔滴過渡在幾乎無電流狀態下過渡。
當熔滴過渡瞬間,焊機會讓電流降至幾乎為零,當熔滴通過焊絲回抽拉斷後,又回到正常的電壓和電流,整個焊接過程實現“熱-冷-熱”交替轉換。
上述原理帶來的改變:
l CMT熱輸入量更低。直流MIG/MAG焊熔滴同工件短路時,由於表麵張力的原因,形成小橋,同時電流一直上升,直到小橋汽化爆斷(見右上圖),而CMT焊熔滴同工件短路,電流瞬間降至幾乎為零。右圖陰影部份為熱量區,CMT熱量區明顯要小。
l 通過焊絲回抽,主動幹預熔滴過渡,過渡頻率/周期更穩定,焊接過程更精確,穩定。短路/脈衝等過渡方式都是通過熔滴表麵張力、電磁收縮力、熔滴重量綜合起作用,屬“自然”或“自發”過渡,容易受外界條件的幹擾(如焊絲拉拔的粗細,工件表麵張力…),過渡的頻率(如t1和t2的時間是不同的),短路電流的峰值都是變化的(見上圖的峰值電流以),不可控的。結果是每個過渡熱量不盡相同,因而在焊薄板時有時會焊穿就是這個原因。而CMT是通過焊絲回抽,主動控製熔滴過渡的頻率,降低了外界因素的幹擾,過渡周期更穩定,熱量輸入控製更精確而普通MIG/MAG焊是做不到這樣精確控製熱量的。


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