连接板是工程起重机常用的零部件，主要由底板和四个销柱组成。销柱与底板之间采用环形角焊缝焊接方式进行固定，以往的焊接方法采用手工CO2气体保护加药芯焊丝焊接工艺，由于焊缝为环形角焊缝，因而手工作业时容易造成焊缝外观质量差，焊接作业效率低、焊缝环线与焊接部位环线结合性差等缺点，容易造成“脱焊”等情况，同时为保证焊缝外观质量，焊接后需要采用砂轮机对焊缝进行打磨，也容易造成焊接成本的增加。通过分析，决定该工件采用超声波金属焊接机进行焊接作业，关键是需要设计合理的超声波金属焊接机操作系统和制定合理的焊接工艺，确保成本质量的有效统一。

　　1.焊接机器人总体方案

 

　　根据连接板的尺寸、结构特点以及焊缝的形式，考虑到底板和四个销柱是采用单面焊缝形式，焊缝在工件上呈规则性均匀分布，焊接过程不需要变位即可满足所有焊缝的焊接。为降低成本和提高效率，在进行焊接机器人整体方案设计时，决定不采用翻转工装等机器人周边设备，而采用固定平台方式实现工件的焊接定位，同时为提高焊接效率，超声波金属焊接机系统方案采取一机双工位的模式，H型布置方式，如图2所示，即机器人本体固定在两自制焊接工作定位平台之间，工作时一工位焊接机器人对人一侧工件进行自动焊接，另一工位可以装卸工件，交替进行作业，保证机器人连续不停工作。

 

　　为确保工件安装定位精度，减少超声波金属焊接机焊接寻踪次数，确保超声波金属焊接机焊接运行轨迹与工件所需焊接轨迹一致，在工件和焊接定位平台上设计有定位销孔，通过一面两销形式实现连接板在焊接作业平台上的精确定位。

 

　　2.超声波金属焊接机本体选用

 

　　机器人本体采用大呈焊接机器人具有六自由度的关节式焊接机器人，配套麦格米特全数字化脉冲焊机电源，并加设自动清枪剪丝喷油装置和弧光安全防护装置，满足机器人使用过程中安全防护和清枪需要。

 

　　3.焊接工艺的确定

 

　　焊接工艺采用富氩混合气体+实芯焊丝代替原有的CO2气体+药芯焊丝，富氩保护焊接具有熔池可见度好，操作方便、适宜于全位置焊接，同时电弧在保护气体的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池小，热影响区窄，焊接变形小，抗裂性能好，焊接过程中在惰性气体保护下，具有焊接质量好的特点，非常利于焊接过程中的机械化和自动化。但由于电弧的光辐射较强，因此在超声波金属焊接机总体方案设计中，需要设计弧光安全防护装置进行安全保护。为提高焊接效率，采用一次施焊成形的工艺方法，避免由于超声波金属焊接机重复定位而造成生产效率的降低。