Nghiên ứu tự động hóa quá trình hàn hồ quang bằng robot hàn di động

Hình 1.4: Robot đang thực hiện hàn... * Tính toán chế độ hàn cho lớp hàn trên cùng... Dòng khí l/phút.











 1

  QUANG 3

 3

 4

 4

 5

 5

 6

 6

1.3.1 Robot 6

 9

 15

 17

 18

 18

  19

 19

 19

 20

 22

  22

 23

 37

 37

 39

 40

 40

   nh ch   hàn giáp m i v i chi u dày v t li u      12mm 41

 47

 47

 48

 50

2 50

nh ch hàn giáp m ichi u dày v t hàn 12mm 51    

 55

  56

3.1 Mô hình  56

 56

 57

 61

 61

 61

-Hartenbeg 62

 63

 65

 65

 68

 69

 70

 71

 3

Hình 1- 5

Hinh 1- 9

 10

Hình 1- 11

Hình 1- 12

Hình 1- 12

Hình 1- 14

Hình 1- 14

Hình 1- 15

Hinh 1-  16

Hình 1- 17

Hình 2- 19

Hình 2- 21

Hình 2-3: M i hàn 1G trên chi u dày vât hàn 12mm 32 

Hình 2-n 2G 37

Hình 2- 39

Hình 2-6: M i hàn 2G trên chi u dày vât hàn 12mm 41 

Hình 2-7  47

Hình 2- 49

Hình 2-9: M i hàn 3G trên chi u dày vât hàn 12mm 51 

Hình 3- 57

Hình 3- 57

Hình 3- 58

Hình 3- 61

Hình 3- 68

Hình 3- 68

 - 22

 - 22

 - 22

 - 24

  - 2 24  - 25

B ng 2-7: Thông s    1G, chi u dày 12mm dây lõi b t 34 

 - 37

 - 40

 - 40

 - 41

B ng 2-12: Thông s    2G, chi u dày 12mm, dây lõi b t 44 

 - 46

 - 50

 - 50

 - 50

 - 53

-18:  55

-Hartenbeg 62

 



hàn 





Hình 1.4: Robot đang thực hiện hàn

TAY GẠT CHUYỂ N ĐỔ I

PHƯƠNG PHÁ P HÀ N

NÚ M ĐIỀ U CHỈ NH CHẾ ĐỘ HÀ N: SMAW / TIG

BIỂU TƯỢNG CHẾ – ĐỘ

HÀ N: GTAW / FCAW BIỂU TƯỢNG CHẾ ĐỘ

– HÀ N: SAW

TAY GẠT - CHẾ ĐỘ HÀ N SÂ U NGẤ U

NÚ M Đ/ CHỈ NH ĐIỆ N Á P / DÒ NG HÀ N

CÁ P ĐIỀ U KHIỂ N

CONTROL - LT7

ĐỒ NG HỒ : V/ A

BIỂ U TƯỢNG CHẾ – ĐỘ

HÀ N: SMAW / TIG

Hình 1-9 : Bộ làm sạch mỏ hàn

Hình 1-8 : Khung giữ vật hàn





Ray d n giúp cho robot chuy (0) ng dng c n hàn 

Khâu ( 1 có g n bánh xe t nh ti n trên ray )    ng d c c m i hàn  tr  Khâu (2)

u khi n b giúp cho tay hàn di chuy n t nh ti n ngang n    

v trí m i hàn.Khâu (3)   u khi n b  hàn (4) di chuy n t nh ti n lên xu ng m i hàn (5) duy trì h quang hàn cháy        nh

 dây 





ti      



trìn dây hàn cho 



                 



 

Hình 2-2 : Sơ đồ động học của robot hàn di động hàn mối hàn 1G

khâu (1)robot

0,55 ÷ 1,10   0,10

0,12 ÷ 0,20 

Bảng 2 - 3: Cơ tính của kim loại hàn đắp



 kéo  

0,08 mm 5,0÷15m/min (150÷250A) 2,5÷7,5m/min (60÷160A)

1,2 mm 5,0÷15m/min (200÷350A) 2,0÷3,8m/min (100÷175A)

1,6 mm 5,0÷8,8m/min (150÷250A) 1,5÷2,0m/min (120÷180A)

2,4 mm 5,0÷7,5m/min (150÷250A) 1,25÷1,6m/min (150÷200A)

* Tính toán chế độ hàn cho lớp hàn trên cùng

* nh ch hàn giáp m i v    i chiu dày 12mm

 t li u ch t o võ tàu có chi u dày bao nhiêu là ph    thuc vào b n thi t k     t li u ch t o võ tàu  ng có chi u dày t      5mm n 24mm    tính toán cho v t li u có chi u dày 12mm   

và vt liu hàn s d ng dây hàn g  m 2 loi: Dây hàn li bt và dây hàn l  c

Theo AWS D1.1-2004 và s tay Hàn [9] ta chu n b phôi v i d ng vát mép     

i:

Hình 2-3: M i hàn 1G trên chi u dày vât hàn 12mm ố ề

Vi các thông s c Fh = 120 [mm2]

Chng kính dây hàn d = ng khí b o v  CO2

 H s p c   d = 16,2 (g/Ah)

H s p c a day hàn lõi b    d = 23 (g/Ah)

* Tính toán ch hàn khi hàn dây lõi b t   

+ Chế độ hàn cho l ớp hàn đầ u tiên v ớ i cư ờng độ dòng hàn I h1 :

- ng hàn (4.8): =>qd1 = 2617(J/cm)

- Chiu dày gii hn(2.13): hp1 = 1,78 (cm) > s =1,2(cm)

Ta s  d ng công th c (2 8/5 =16,3 (s)

V ậy chế độ hàn th a mãn th i gian ngu ỏ ờ ội củ a m ối hàn

Tit din ngang lu tiên:

Thay các thông s  c Fh1=39 (mm2)

+ Chế độ hàn cho l p hàn ti p theo v ớ ế ớ i cư ờng độ dòng hàn I h2 :

Gi  s các l p ti p theo có cùng ti t dip   

+V ậy chế độ hàn th a mãn th i gian ngu i c a m ỏ ờ ộ ủ ối hàn

Tit din ngang lp ti p theo (2-14):F h2 = 40 (mm2)

  l p c n hàn s  là:

-  nguc tính theo công thc (2-12) => 8/5 = 25,5 (s)

V ậy chế độ hàn th a mãn th i gian ngu ỏ ờ ội củ a m ối hàn

B ả ng 2-7: Thông s ố hàn cho tư thế 1G, chi u dày 12mm dây lõi b t ề ộ

L p th   ng kính

dây hàn(mm)



dòng hàn(A)

n áp hàn(V)

Thàn(cm/phút)

Dòng khí(l/phút)

+ Chế độ hàn cho lớp hàn đầu tiên với cường độ dòng hàn I h1

- -8): =>qd2 =2160 (J/cm)

Bảng 2-8 :Thông số hàn cho tư thế 1G, chiều dày 12mm,dây lõi đặc

 

dây hàn(mm)



dòng hàn(A)

 = 600÷ 1200

0,55 ÷ 1,10   0,10

0,12 ÷ 0,20 0,50

Bảng 2 -11 : Cơ tính kim loại đắp



   

nh ch hàn giáp m i v i chi u dày v t li u 12mm       

Trong ngt u ch t o v tàu có chi u dày bao nhiêu là ph li     thuc vào b n thi t k     t li u ch t o v     ng có chi u dày t  

n 24mm lu n    tính toán cho v t li u có chi u dày 12mm   

và vt liu hàn s d ng dây hàn g  m 2 loi: Dây hàn lõi bt và dây hàn lõc

Theo AWS D1.1-2004 và s tay Hàn [9] ta chu n b phôi v   i dng vát mép

 H s p c   a dâd = 16,2 (g/Ah)

H s p c   a dây hàn lõi bd = 23 (g/Ah)

+ Tính toán ch  hàn khi hàn dây lõi b t

V ậy chế độ hàn th a mãn th i gian ngu ỏ ờ ội củ a m ối hàn

Tit din ngang lu tiên:

Thay các thông s  c Fh1=39 (mm2)

Chế độ hàn cho l p hàn ti p theo v i cư ớ ế ớ ờng độ dòng hàn I h2 :

Gi  s các l p ti p theo có cùng ti t dip   

Ch dòng hàn: Ih2 = 210 (A)

- n áp c a dòng hàn (1): U h2 = 30 (V)

- Tính v n t c hàn theo công thc (4-6):

vh2 

V ậy chế độ hàn th a mãn th i gian ngu ỏ ờ ội củ a m ối hàn

Tit din ngang lp ti p theo (2-14): F h2 = 39 (mm2)

V ậy chế độ hàn th a mãn th i gian ngu ỏ ờ ội củ a m ối hàn

B ả ng 2 -12 : T hông s ố hàn cho tư thế 2G, chi u dày 12mm, dây lõi b t ề ộ

Thàn (cm/phút)

 (l/phút)

Vậy chế độ hàn thỏa mãn thời gian nguội của mối hàn

B ảng 2-13 : Thông số hàm cho tư thế 2G chiều dày 12mm,dây lõi đặc

 

dây hàn(mm)



dòng hàn (A)

robot di ch 

0,55 ÷ 1,10   0,10

0,12 ÷ 0,20 

Bảng 2 - 16: Bảng cơ tính của kim loại đắp



   

2.3nh ch hàn giáp m ichi u dày v t hàn 12mm     

Trong ngt li u ch t o v tàu có chi u dày bao nhiêu là ph      thuc vào b n thi t k     t li u ch t o v     ng có chi u dày t  

n 24mm   tính toán cho v t li u có chi u dày 12mm   

và vt liu hàn s d ng dây hàn g  m 2 loi: Dây hàn lõi bt và dây hàn lõc

Theo AWS D1.1-2004 và s tay Hàn [9] ta chu n b phôi v i d ng vát mép     

H s p c   a dây hàn lõi bd = 23 (g/Ah)

+ Tính toán ch  hàn khi hàn dây lõi b t 

vh1Chn vh1 = 23 (cm/phút) =13,8 (m/h)

- ng hàn (2-8): qd1 = 2587 (J/cm)

- Chiu dày gii hc tính theo công thc (4-13):

hp1 = 1,77 (cm) > s = 1,2 (cm)

S d ng công th  c (2 - 8-5 = 16 (s)

V ậy chế độ hàn th a mãn th i gian ngu ỏ ờ ội củ a m ối hàn

Tit din ngang lu tiên:

Vậy chế độ hàn thỏa mãn thời gian nguội của mối hàn

Bảng2 - 17: Thông số hàn cho tư thế 3G, chiều dày 12 mm, dây lõi bột

T hàn (cm/phút)

Dòng khí (l/phút)

+ 

V y ch hàn th a mãn th i gian ngu i c a m       i hàn

Tit din ngang lu tiên:

V y ch hàn th a mãn th i gian ngu     i ca mi hàn

Tip di n ngang l p ti p theo(2-12): 

  l p c n hàn s  là:

Ch  n s l p hàn n = 5 (l p) 

Dòng khí (l/phút)

         

chi t             

 * * *

0 0 0

x y z 

x y z0 0 0 hàn

Trong đó các biến khớp là : d 1 , d 2 , d 3 đặt các biến khớp tương ứng : q 1 ,q 2 ,q 3 a 1

là hằng số ( chiều dài khâu 1 )

Ma trận Denavit- Hartenbergcủa khâu 3 đối với khâu 2:

p  x y z   

End- -

( 0 3

3

0A q  A t ( 3.5 )

( 3-





nh quy lu t chuy ng các khâu c a robot khi bi t v trí c a khâu thao    

ng hc trong robot   cho vi trí khâu thao tác là mng cong b t khì bi i theo th i gian 

Quy lu t chuy c cho tr c ti p ho c có th       i v d ng

là hàm c a th i gian t, các t   suy r ng  x y z E, , , , ,E E    là hàm ca t :

T (3.6) kt hp v i (3.10) ta có h    trí

2 3



Hình 3- 5 Quy luật chuyển động của biến khớp q1

Hình 3- 6 Quy luật chuyển động của biến khớp q3