双面双弧多道焊接实验结果

6.3.1 机器人焊接过程实验

如图 6-19 是双机器人焊前空走图，将离线编程生成的示教程序下载双机 器人控制器中，启动焊接运动，两焊机不开，观测双机器人协调运动是否合 理。

图 6-19 双机器人焊前运动

Fig.6-19 Double robots motion before welding

在焊前运动合理的情况下，启动焊机，再现运动并焊接，其焊接过程如图 6-20 所示。

图 6-20 双机器人再现焊接 Fig.6-20 Double robots welding

6.3.2 机器人多层多道焊实验结果

点固焊缝成形照片如图 6-21 所示，图 a)是 Kuka 机器人打底焊道正面 图，图 b)是 Kuka 机器人根部焊道背面图，图 c) 是 Motoman 机器人打底焊道 正面图，可看出打底焊根部熔合良好，无下淌现象。

a)Kuka 焊道正面 b) Kuka 焊道背面 c) Motoman 焊道正面 a) Front side pass of Kuka b) back side pass of Kuka c) Front side pass of Motoman

图 6-21 点固焊缝成形图

Fig.6-21 Weld formation of tack welding

图 6-22 和 6-23 是 Kuka 和 Motoman 机器人多层多道立焊焊缝成形照片，

分别是 1-5 层焊后表面成形照片，可看出侧壁熔合良好，无下淌现象，虽然焊 接过程焊接变形的影响，由于本工艺采用双面双弧焊，焊接角变形很小，几乎 可忽略不计，关键是在装卡时，一定要保证装卡的精度，如避免错边和角变形 产生，点固焊时，最好双机器人同时点固，点固焊缝长度、条数和分布的位置 还需要多次实验来摸索最佳的点固参数。规划前应根据现场采集得到的坡口参 数进行规划，虚拟用户坐标系和实际机器人的用户坐标系尽量保持一致，通过 执行离线编程获得打底焊道的程序来检测实际用户坐标系建立是否足够精确，

如果有偏差，在原有的用户坐标系下进行微调，直到保证打底焊机器人行走的 精度，那么，其它的焊道也势必准确。

由于每道焊缝的宽度和高度很难准确获得，表面有鱼纹，每焊层的表面近 似一个平面，对其高度值比较测量，统计结果如表 6-2 所示。可发现在打底焊 道 Kuka 机器人的焊层高度比预测要小，而 Motoman 机器人的焊层高度比预 测的要大，这是 因为在打底焊过程中，Kuka 机器人先焊，由于根部间隙影 响，Kuka 机器人为了保证根部的熔合，一部分熔液熔到背面焊缝，因此，其

10mm 10mm

10mm

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焊层高度偏小，而 Motoman 由于 Kuka 机器人先焊的作用下，已有一部分金 属填充，因此，Motoman 机器人打底焊层高度比预测的要大。随着焊层的增 加，双面焊层的高度与预测的高度误差增大，这可能是焊缝的横向收缩所致，

使原来预测的截面积减小所致，因此，正的高度误差也逐步增大。但总体来 说，规划的结果与实际焊后的结果基本吻合。

a)第 1 层 b)第 2 层 c)第 3 层 d)第 4 层 e)第 5 层 a)The first layer b) The second layer c) The third layer d)The fourth layer e)The fifth layer

图 6-22 Kuka 机器人多层多道立焊焊缝成形

Fig.6-22 Weld formation of multipass welding of Kuka robot in vertical position

a)第 1 层 b)第 2 层 c)第 3 层 d)第 4 层 e)第 5 层 a)The first layer b) The second layer c) The third layer d)The fourth layer e)The fifth layer

图 6-23 Motoman 机器人多层多道立焊焊缝成形

Fig.6-23 Weld formation of multipass welding of Motoman robot in vertical position 10mm 10mm 10mm

10mm 10mm

10mm

10mm 10mm

10mm 10mm

表 6-2 实验结果与规划结果高度误差统计表

Table 6-2 Layout error between calculated results and experimental results

理论值 实测值

层

数 焊层高度

Hc(mm)

Kuka 机器人焊层高 度 Hek(mm)

Motoman 机器人 焊层高度 Hem(mm)

误差 Error(mm)

1 7.5 7.4 7.65 -0.1~0.15

2 11.5 11.4 11.7 -0.1~0.2

3 17.2 17.2 17.5 0~0.3

4 21.6 21.7 21.9 0.1~0.3

5 25.0 25.3 25.6 0.3~0.6

6.4 本章小结

多层多道双弧焊机器人实验结果表明，系统能快速获得多层多道焊的路径 及摆幅，通过分离控制，实现了双机器人打底焊异步焊接和填充焊同步焊接的 运动，焊后成形可看出，侧壁熔合良好，无下淌现象，通过焊层高度实测结果 与规划结果对比，结果基本吻合。

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