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奥地利利勃海尔工厂制造的产品是轮式装载机。为了焊接装载机的铲斗转臂，该企业投资了70万欧元购置两台机器人。用串联式机器人与手工焊接相比，生产能力提高 4到5倍。 （图片） 利勃海尔工厂生产14种型号的轮式装载机，其自重从5吨到25吨，其倾覆负荷最大为18吨，挖斗容量为0.7~5立方米。这种轮式装载机动力燃料消耗少，污染低，因而实现了经济性与环保的平衡。这些成效都归功于一系列的技术创新。例如，在铲斗转臂的焊接中，2台机器人相对于手工焊接，其生产效率提高了4到5倍，并且几乎百分之百地保证了焊缝质量的一致性。该工厂每年生产1,200~1,800台轮式装载机，经济效益相当可观。Carl Cloos焊接技术有限公司为利勃海尔提供此种焊接机器人。（图片） 特殊的变位器
轮式装载机铲斗转臂是一种高强度、高安全性的部件。外力经由铲斗和其它构件，传递到长达2,200到3,500毫米的转臂上。铲斗装载的砂砾、泥土、岩石和其它材料的总重量都由转臂承担。
为了焊接此种铲斗转臂，利勃海尔购置了2台机器人。第1台机器人用于将与斗柄铰接点的整体轴承衬套焊到转臂的侧面；第2台机器人，用于使斗轴与转臂左右侧的构件彼此焊接成一体。大型铲斗转臂的斗轴由高强度钢制作，而小型铲斗转臂的斗轴则是由细晶粒的结构钢制作。转臂侧板和整体轴承的衬套由同一种材料制作。（图片） 焊接过程的核心部分是装有新开发的带有机器人2的特殊变位器。这种变位器的特殊之处在于：焊接机器人放置在挖掘机两转臂构件之间的摆动轴上。这样，焊接斗轴与2个转臂构件时，机器人可始终可最佳地接近工件。在合理的焊接过程中，被焊工件不必复位即可按要求转换3~6个焊接位置。这种专用的变位器与焊接过程同步，可控制的两个轴向的有效负重最大至7.5吨。（图片） 高焊接质量的前提条件是斗轴焊接处的焊缝要精细准备。与手工焊接时的窄梅花形状相比，在用机器人焊接的情况下，其焊缝应具有更大的坡口角。按照轮式装载机型号的不同，中空的斗轴的壁厚在22毫米和35毫米之间，而转臂构件侧板的厚度在30毫米和55毫米之间。将斗轴与侧向构件焊接成一体的工作，与手工焊接焊位变换达20次相比，使用串联式焊接和摆动式焊矩，其焊接位置变换次数减少到仅为3到6次。此外，这种焊接工艺，焊缝几何形状明显有利于铲斗转臂上的力传递。减少位置转换次数也降低了被焊工件出现收缩量。因此,可更好地控制因受热而产生的扭转变形，大大减少了调整所需的费用。
回转变位器和可回转的纵向作业机构
在机器人1中，Romat 360型机器人带有一个10米纵向作业机构和两侧配置带2个支座的回转变位器。 由模锻锻造的或者由火焰切割制作的轴承整体衬套，在水平垂直位置焊于转臂的侧向构件上。双层角焊缝由一层根部焊道和两层面层焊道组成。（图片） 被焊工件的夹紧装置适用于各种型号的装载机转臂。在机器人1做准备的时候，操作员首先夹紧侧向部件，用梳形样板使轴承的整体衬套置于正确的位置上，并按照手工焊接的做法将它点焊定位。加设防护罩，以预防焊接时的焊花影响其配合面。在焊接结束焊缝冷下来之后，在机器人2的位置，把左右两侧的转臂构件连同斗轴一起，固连在专门的夹紧框架内，点焊定位后紧固于专用的变位器上。（图片） 除了生产能力之外，在设计机器人设备的时，对安全性要求也很高。两个机器人的工作区域应完全屏蔽。焊接时联动的排气罩可保证安全地排出所产生的烟气。
连续控制焊接过程符合焊接工作标准。借助磨样显微照片，可以用抽样方式复检焊缝质量。在设计阶段已经执行了为认可这种焊接方法所必需的检验。
3/18/2005
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