现代工业越来越朝着自动化方向发展,在实际应用中,机器人螺柱焊已被广泛使用,在应用中电磁式电弧螺柱焊枪是主流产品,因为其结构简单,焊接过程也比较清晰,主要是控制线圈的通断电以及压缩和伸展弹簧来完成,这更加易于电磁式电弧螺柱焊枪推广于智能化和自动化焊接设备中。在自动化焊接过程中,通过输出一系列信号来控制机器人完成一系列焊接过程[18],所以这对焊枪的质量也就提出了很大的要求。87873
比较常见的焊枪有传统的自动螺柱焊枪和步进式螺柱焊枪。电磁式电弧螺柱焊枪一般分为两类,分别为手提式和固定式,但是他们的原理和主要结构是基本相同的。
电磁式电弧螺柱焊枪
为电磁式电弧螺柱焊枪结构示意图,各序号所对应的依次是(1)定铁心;(2)线圈;(3)动铁心;(4)弹簧;(5)夹具;(6)所夹螺柱。由于该焊枪的机械结构没有那么复杂,并且易于操控,所以该焊枪被广泛应用。
虽然说电磁式电弧螺柱有着许多的优点,但是从焊接过程控制及参数设置等方面考虑,它有着许多的不足:论文网
(1)弹簧的预压距离决定了螺柱送下的速度,而且需手动调节焊接预压距离和提起高度,以致于难以实现焊接的自动化、智能化。
(2)焊枪本身的电磁铁特性决定了焊枪夹持螺柱的提起和送下的速度,设计完成之后就处于无法调节的状态。
(3)焊枪本身结构及焊接参数决定了焊接时的弧长,所以在焊接过程中弧长也无法进行调节[19]。
与电磁式电弧螺柱焊枪不同的是,步进式电弧螺柱焊枪依靠步进电机提供动力来控制元件、焊枪运动机构主体为螺旋传动装置,这些不同使得步进式电弧螺柱焊枪能控制螺柱提高的高度、提起和送下的速度及送下深度等参数。同时由于焊枪自身的运动机理和结构,可实时调节弧长。
步进式螺柱焊枪
上图个结构部件依次是(1)步进式电机;(2)丝杠;(3)螺母;(4)弹簧保护机构;(5)夹具;(6)螺柱。
步进式电弧螺柱焊枪在进行焊接时,在待焊工件上方,焊枪夹持着螺柱;使焊接电源接通,工件和螺柱短路接触,此时步进电机通电开始正转,夹具通过传动螺母带动提起螺柱,在工件和螺柱间引弧;提升到预定高度后,断电,步进电机停止运动,维护一定引弧时间,直到工件上焊接熔池形成;接着,步进电机反转,夹具在传动螺母的带动下向下,将螺柱送入熔池,焊接接头形成,这样焊接就完成了[20,21]。
在实现焊接实时弧长调节时,进行焊接弧长的采样,经系统处理后,反馈出实时电弧长度与标准数值的误差值的信号,通过步进电机完成对弧长进行调节[22]。