在使用弧焊機器人的生產(chǎn)線上，對工件的焊接質(zhì)量和一致性提出了很高要求。由于工作時間變長，有的機器人工作站每天的工作時間超過20h，因此要求整體系統(tǒng)運行必須穩(wěn)定，停機維護的時間越短越好。
要達到這個目的，其中一個關(guān)鍵的問題在于整個系統(tǒng)的核心位置--弧焊機器人焊槍。
目前在國內(nèi)工廠中使用的大多數(shù)弧焊機器人焊槍分為日系和歐系兩大類，日系焊槍基本是小電流空冷焊槍；而歐系的空冷、水冷焊槍是歐洲市場上20多年前的老產(chǎn)品，其產(chǎn)品設(shè)計思路已不適應(yīng)當(dāng)今焊接工業(yè)的要求。由于這些焊槍設(shè)計本身存在的缺點和現(xiàn)在工廠中焊接工藝的特點，在使用中常會碰到一些問題：
1. 簡易日系空冷焊槍電流偏小，暫載率偏低，長時間重載工作壽命較短。
2. 老的歐系水冷焊槍冷卻效果不佳影響焊槍的使用壽命，而由于工藝制造的問題，焊槍也經(jīng)常會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。這既增加了配件更換成本，也因停機維護耽誤了很多時間，影響生產(chǎn)進度。
3. 這些焊槍槍體均由黃銅管加工而成，鋼性偏低。由于機器人在工作中難免會和工件或卡具發(fā)生碰撞，碰撞后如果不是嚴(yán)重到必須換槍的程度，則須用專用校槍工具修復(fù)焊槍并重新調(diào)校機器人TCP點，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。
4. 由于工廠中弧焊機器人生產(chǎn)線大多有專門的保護氣輸送管道，因此處于管道前端和末端的機器人接收的保護氣壓力不同，而現(xiàn)在的機器人焊槍工作需要的氣體流量一般為15～20L/min左右，如果處于末端的機器人氣體流量壓力達不到這個要求，必然會影響氣體保護效果和工件焊接質(zhì)量。
基于對焊接業(yè)數(shù)十年的深入了解，德國泰佰億工業(yè)公司針對傳統(tǒng)機器人焊槍中存在的嚴(yán)重問題，開發(fā)出了新一代TBi機器人焊槍系統(tǒng)。這套全新機器人焊槍的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的焊槍相比有以下特點：
1. 槍體外套管由一整塊特質(zhì)高鋼性不銹鋼加工而成，非常堅固，同時和內(nèi)層槍管之間留有足夠的空間，即使發(fā)生碰撞也不用重新校槍調(diào)整機器人TCP點，節(jié)約了大量機器人維護時間。
2. 傳統(tǒng)焊槍的保護氣只有一路，保護氣由噴嘴噴出時極易迅速散失，只能靠加大氣體壓力和流量來提高氣保護效果。而TBi新一代機器人焊槍創(chuàng)新地采用了兩路保護氣設(shè)計，外層通道的保護氣形成軸向的保護氣流，而內(nèi)層通道的保護氣形成徑向的保護氣流。
(1)由于加強了保護氣的流動控制，使得層流保護氣在焊接區(qū)形成溫柔包裹，氣體不易散失浪費，焊接過程中的保護氣用量大大降低，通常焊接保護氣用量需要15～20L/min，而TBi焊槍的保護氣用量僅需6～8L/min。這意味著使用TBi焊槍，現(xiàn)有的一瓶氣體可以當(dāng)兩瓶用。如果統(tǒng)計一下單臺機器人全年的氣體消耗，用戶會發(fā)現(xiàn)僅氣體一項節(jié)約的費用就已經(jīng)遠(yuǎn)超對焊槍系統(tǒng)的總投資。
(2)同時兩通道保護氣可以到達焊槍內(nèi)的多個部位，焊槍的冷卻效果得到加強。并且由于徑向氣流的存在，使得導(dǎo)電嘴也得到充分的冷卻，避免導(dǎo)電嘴的過度燒損，從而使導(dǎo)電嘴的壽命延長了3～5倍。因此，這種特殊的保護氣輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以大大降低用戶焊接生產(chǎn)的運行成本。
3. 一鍵式定位裝置，即使更換槍頸，TCP仍能保持一致，無需重新調(diào)校機器人。不僅如此TBi所有型號的機器人焊槍都有著相同的幾何尺寸，更換非常方便。
4. 在導(dǎo)電嘴的安裝座上設(shè)計有“可調(diào)節(jié)的強制導(dǎo)電裝置”，可以確保導(dǎo)電嘴和焊絲強迫接觸，增加引弧穩(wěn)定性，提高焊接質(zhì)量。
5. 在水冷電纜的WH法蘭上設(shè)計有自動止水閥，確保在線更換槍頸時電纜不漏水。
6. 粗螺紋設(shè)計的噴嘴和TBi專用機器人導(dǎo)電嘴均采用特質(zhì)銅材制造，壽命超長。
7. 與焊槍系統(tǒng)相配套的高性能防撞傳感器、新一代機器人清槍站、水箱和適用于軟焊絲的行星輪推拉絲系統(tǒng)同樣具有眾多優(yōu)點。
正是以上這些顯著特點和許多匠心獨運的細(xì)節(jié)設(shè)計使TBi焊槍優(yōu)越于傳統(tǒng)的焊槍。現(xiàn)在許多國際著名的機器人廠家已經(jīng)開始配套使用TBi的機器人焊槍系統(tǒng)，一些國內(nèi)外汽車工廠和其他行業(yè)的公司也開始使用TBi的機器人焊槍（如圖）解決了很多傳統(tǒng)機器人焊槍不能解決的問題，為客戶帶來了超值回報。
TBi RM60W水冷焊槍
TBi焊槍主要裝置
1. TBi清槍剪絲裝置
TBi清槍站的噴硅油裝置（如圖）采用了雙噴嘴交叉噴射，使硅油能更好地到達焊槍噴嘴的內(nèi)表面，確保焊渣與噴嘴不會發(fā)生死粘連。TBi清槍噴硅油裝置設(shè)計在同一位置，機器人只要一個動作就可以完成噴硅油和清槍的過程。在控制上TBi清槍噴硅油裝置僅需要一個啟動信號就可以按照規(guī)定好的動作順序啟動。TBi剪絲裝置采用焊槍自觸發(fā)結(jié)構(gòu)設(shè)計，不需要再使用
電磁閥對它進行控制，簡化了電氣控制。
TBi清槍站的噴硅油裝置
TBi剪絲裝置既可以單獨安裝，也可以安裝在TBi清槍噴硅油裝置上形成一體化設(shè)備，這樣不僅節(jié)約了安裝空間，也使氣路的布置和控制變得非常簡單。
2. TBi防撞傳感器
焊槍依靠預(yù)載彈簧實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，在碰撞發(fā)生時，彈簧彎曲后啟動開關(guān)，機器人立即停止運行。由于碰撞脫離機構(gòu)的屈從設(shè)計，碰撞發(fā)生后不需對焊槍重新校驗。該傳感器具有以下特點：高穩(wěn)定性；TCP設(shè)置準(zhǔn)確；具有全方向上的防撞安全性；彈簧屈從性能優(yōu)越，確保了機器人的安全停止；可以被用于所有的焊接切割領(lǐng)域；通過選擇不同的焊槍把持方式，可以實現(xiàn)在不同焊接位置上的設(shè)備配備；可調(diào)節(jié)開關(guān)的觸發(fā)力；電氣開關(guān)不需要供電。
3. TBi行星輪送絲系統(tǒng)
TBi行星輪送絲系統(tǒng)主要包括行星輪動力拉絲盒（如圖）和同步儀（如圖）。該系統(tǒng)具有以下特點：對不同直徑焊絲無需更換送絲輪；對不同材質(zhì)焊絲也無需更換送絲輪；送軟焊絲，焊絲不會出現(xiàn)變形；確保送絲100%穩(wěn)定（雙向）；實現(xiàn)長電纜精確送絲；特別適合輸送軟質(zhì)焊絲，如鋁焊絲。
行星輪動力拉絲盒
圖5 同步儀
TBi產(chǎn)品的應(yīng)用
1. 上海扎努西電器機械有限公司應(yīng)用案例
扎努西公司是國內(nèi)冰箱、空調(diào)壓縮機生產(chǎn)廠家。公司生產(chǎn)線上有多個品牌的弧焊機器人系統(tǒng)，曾經(jīng)配套使用的是歐洲其他公司生產(chǎn)的水冷機器人焊槍。由于該焊槍系統(tǒng)在使用中出現(xiàn)一些問題，所以在2004年替換為德國泰佰億工業(yè)公司生產(chǎn)的TBi RM60W水冷焊槍。經(jīng)過3年的使用證明，焊槍的耗材和混合氣的使用量大幅減少，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，焊槍在使用過程中的調(diào)校、維護工作量大大降低，總體表現(xiàn)出色。
2. 上海匯眾汽車制造有限公司應(yīng)用案例
上海匯眾汽車制造有限公司是一家集商用車制造與轎車底盤系統(tǒng)生產(chǎn)的企業(yè)，是國內(nèi)最大的集中使用弧焊機器人系統(tǒng)的公司之一。由于焊接生產(chǎn)線采用的是中央供氣系統(tǒng)，所以在生產(chǎn)線邊緣的焊槍氣壓不足影響了焊縫成型質(zhì)量。經(jīng)研討后決定，試用德國泰佰億工業(yè)公司生產(chǎn)的TBi RM60W水冷焊槍。實踐證明，該款焊槍完全滿足焊接要求，以極少的保護氣體實現(xiàn)了很好的保護效果，焊接質(zhì)量得到保證。這充分顯示出了TBi焊槍節(jié)約保護氣體、提升焊接品質(zhì)的優(yōu)勢。
3. 南京依維柯汽車有限公司車橋分公司應(yīng)用案例
南京依維柯汽車有限公司車橋分公司主要生產(chǎn)IVECO“S”系列、4×4越野車系列以及10～20噸位級前、中、后系列車橋。機器人焊槍經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，經(jīng)多次調(diào)換維修都未能解決。經(jīng)研究決定，測試德國泰佰億工業(yè)公司生產(chǎn)的TBi RM80W。該套弧焊系統(tǒng)由兩臺背靠背的機械手組成，兩臺機械手焊接同一工件上完全相同的焊縫，使用相同配置。為了比較效果，先將其中一套更換為TBi機器人焊槍，另一邊仍使用其他品牌的焊槍。經(jīng)過安裝調(diào)試，工件焊接后比較焊接效果，兩條焊縫質(zhì)量差別很大。用TBi焊槍焊出的焊縫氣體保護效果明顯要好很多，成型也更漂亮。現(xiàn)在這套系統(tǒng)已運行了4個多月，并且期間基本沒有更換過任何部件，為客戶節(jié)約了大量成本。
