四轴中频自动焊接系统的设计分析

四轴中频自动焊接系统的设计分析

伍锦深

（中山市华拓电子设备有限公司广东省中山市528437）

摘要：随着科技的不断发展和更新，对于一些传统的手动行业都毋庸置疑是要被全新的时代覆盖。人类会站在高精度和轻松化的一旁。本文针对四轴中频自动焊接展开一系列的分析说明。

关键词：四轴；中频；自动焊接；电水壶壶嘴

在很多不同的工作领域中，往往因为一些工作岗位的需要，而导致某种对人体不良的影响。这些影响对个人或者对一个企业来说都是弊端。恰恰本篇四轴中频自动焊接系统，就是一个让人可以远离高电光，高辐射，有害气体混杂的环境。而且也能让企业的生产成本大幅度的下降。是我们很乐意看到的双赢局面。下面我们就（电水壶壶嘴中频自动焊接）这个项目开始我们的构思吧。

1.电水壶壶嘴自动焊接设计方案

01.电水壶壶嘴焊接方案的目的性：

电水壶壶嘴的自动焊接要面临着几大问题01.如何能让电水壶的壶身和壶嘴焊接的位置在允许的公差范围内。02.如何能将电水壶的壶身和壶嘴送顺利的送到我设定的模具中。03.焊接时如何能让电极通过一个狭小的壶口进入到壶内进行精准焊接。04.如何能让中频焊机在不同的焊接材料中自行进行调节焊接机制，进行牢靠的焊接。05.焊接工艺该如何去把控。

02.电水壶壶嘴焊接方案技术应对措施：

02-01:模具和壶嘴壶身的的吻合度是影响着整个项目的全局，所以我们首先要处理的是模具的精度.针对这个我们采用了二次元扫描技术对水壶的曲面进行抄数。再通过德国高进度CNC机床进行一系列的加工，从模具尊定了整个项目的基础。

02-02：壶嘴通过气缸吸取放进模具，模具附加自导正功能，防止壶嘴在进料时放偏位的各种情况。壶身则通过皮带流进，再通过ABB六轴机械手进行取放。四轴中频焊接平台也增加辅助压紧功能，防止壶身在焊接电极下压时的外力作用而导致的跑位影响。

02-03：我们该项目是从壶身内部进行焊接，防止壶身外表面出现痕迹或发黄。针对这个我们必须要克服一个怎样才能让焊接电极一个半径只有300mm的圆口中进行工作。四轴中频焊接系统为解决这个难题而生。通过松下运动型PLC(FP-XHM4T/L)配合松下A6系列伺服电机实现精准的定位和跑位。而为了能让四轴只能在一个半径只有300mm的圆口中运动，在编写软件的过程中必须要增加大量的运算，在各轴运行的前提下，软件都要提前去做一个虚拟地模拟机器行走的路径，再进行核对是否在这个圆内活动。如果检测出坐标已经超出范围的必须停机处理，因为如果出现一次运行轨迹错误就会导致这个模具撞坏，模具的加工成本是一个非常高昂的数值。所以要求我们软件编程工程师必须要做到零出错，自检出错也要第一时间停止运行。安全运行是前提，但也不能拖慢生产的进度，我们要求的生产频率是8秒出一个水壶。所以在运行路径这一块我们也要算好最优的路径，如何去调整四轴之间的关系，进行插补。

02-04：四轴中频焊接系统中也做了跟中频控制器进行485通讯，有效的把中频焊机的焊接数据进行自主的分析和计算，跟本机要焊接的材料数据进行互相交流。实现实时自动调整，以确保调用出最好的焊接机制。同时也可以通过中频焊机反馈回来的数据中判断出是否出现假焊，虚焊的点位。再进行自动补焊。判断为补焊时，机制里面也会出现补焊的相关焊接电流，焊接时间，焊接频率等参数。因为如果补焊时用的是正常焊接时的焊接参数有可能会把水壶焊穿。所以这个机制也是一个很重要的环节。

02-05：焊接工艺这一块我们从焊接电极方面解决。我们访问焊接方面的专家，也试验了很多不同材料做成的电极。发现不同的材料，对焊接的工艺会有不同的效果。试验到最后我们采用了银这种材料做成电极。银的导电性是所有金属中最好的。用银焊接出来的水壶表面没有发黄，也没有印子。极大符合我们无痕焊接的要求。但银有个特点是比较软，所以电极很快就磨损。到最后我们选了银合金材料，相对的导电性有了，硬度也有了。另一方面电极的形状也是影响着这个焊接工艺的一大要素。为了充分增加焊接时的接触面积，我们采用球面的电极，无论是到什么地方都可以很轻松地找到着力点。

2.结束语

自动焊接已成为一个潮流，各个品牌的机器人都在开发这一方面的相关技术。为了能让自动化更好的服务于我们，代替我们在恶劣的环境下工作。我们也在该领域不断的创新，不断的优化，不断的撰写我们在这一块空白的领域。让更高效，更精致，更精准自动焊机走近我们的生活的每个角落。

参考文献：

高健.使用软PLC控制伺服定位功能的研究[J].数字技术与应用,2018,(2):20-22.

张银龙,张琨,王雪华等.中频逆变直流焊轨技术研究[J].中国机械工程,2019,(3):330-333.

吴松,孔谅,王敏等.焊接参数对高强钢与铝合金点焊接头性能的影响[J].焊接,2014,(4):51-54，75.

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