焊接機器人的性能要求與系統(tǒng)構(gòu)成

遠祥

焊接機器人最早只在點焊中得到應(yīng)用，80年初，隨著計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，弧焊機器人逐漸得到普及，特別是近十幾年來由于世界范圍內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場的激烈競爭使那些用于中、大批量生產(chǎn)的焊接自動化專機已不能適應(yīng)小規(guī)模、多品種的生產(chǎn)模式逐漸被具有柔性的焊接機器人代替，焊接機器人得到了巨大的發(fā)展，焊接已成為工業(yè)機器人應(yīng)用最大的領(lǐng)域之一，焊接機器人在汽車、摩托車、工程機械等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。目前世界擁有的80余萬臺工業(yè)機器人中，用于焊接的機器人可達40％以上。

1 w6 Y1 J! ?$ q' K2 r. A! f機器人焊接時的主要注意事項

5 k. e; o9 K) l# ^% x% d: O1．必須進行示教作業(yè)
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9 N6 e2 Z+ h& d% O' Q3 o在機器人進行自動焊接前，操作人員必須示教機器人焊槍的軌跡和設(shè)定焊接條件等。

: E5 `3 j  ^! Q0 n: S由于必須示教，所以機器人不面向多品種少量生產(chǎn)的產(chǎn)品焊接。

2．必須確保工件的精度
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機器人沒有眼睛，只能重復(fù)相同的動作。

0 l, y% u( {5 C+ l) k! b機器人軌跡精度為±0．1mm，以此精度重復(fù)相同的動作。

% S2 N- f) M7 Z5 `0 T焊接偏差大于焊絲半徑時，有可能焊接不好，所以工件精度應(yīng)保持在焊絲半徑之內(nèi)。
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' r! _3 X8 k' N! \  q3．焊接條件的設(shè)定取決于示教作業(yè)人員的技術(shù)水平
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操作人員進行示教時必須輸入焊接程序，焊槍姿態(tài)和角度，電流、電壓、速度等焊接條件。
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示教操作人員必須充分掌握焊接知識和焊接技巧。
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4．必須充分注意安全

5 N: v7 U, ~/ Y) K2 j機器人是一種高速的運動設(shè)備，在其進行自動運行時絕對不允許人靠近機器人（必須設(shè)置安全護欄）。
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" j3 G5 e2 L6 j; A* C' J操作人員必須接受勞動安全方面的專門教育，否則不準操作。
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! o* x3 M/ Z, l弧焊機器人的性能要求
" [" P/ G3 x9 F% s6 S  M
在弧焊作業(yè)中，要求焊槍跟蹤工件焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫，因此運動過程中速度的穩(wěn)定性和軌道精度是兩項重要的指標。
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9 O' M6 Y" E/ r3 H一般情況下，焊接速度可取5～50mm／s，軌道精度可取±0·2～0·5mm。由于焊槍的姿態(tài)對焊縫質(zhì)量也有一定的影響，因此希望在根蹤焊道的同時，焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍盡量大，還有其它一些性能要求，如擺動功能、焊接傳感器（起始點檢測、焊縫跟蹤）的接口功能、焊槍防碰功能等。
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0 `6 t% y# \% I+ s7 Z6 s焊接規(guī)范的設(shè)定。起弧、收弧參數(shù)。

擺動功能。擺動頻率、擺幅、擺動類型的設(shè)定。

7 R6 {% _. N' y6 |# O$ A+ H焊接傳感器。起始點檢測、焊縫跟蹤傳感器的接口功能。

焊槍防碰功能。當(dāng)焊槍受到不正常的阻力時，機器人停機，避免操作者和工具受到損壞。

多層焊功能。應(yīng)用該功能可以在第一層焊接示教完成后，實現(xiàn)其余各層的自動編程。

3 l# D- F3 }. }0 k( ]再引弧功能。引弧失敗后，自動重試。因此消除了焊接異常（引弧失�。┌l(fā)生時引起的作業(yè)中斷，最大限度避免了因此而引起的全線停車。

! X- w- B5 Y9 _9 l3 M焊槍校正功能。焊槍與工件發(fā)生碰撞時，可通過簡單操作進行校正。

3 d( j: f, Z4 z" T粘絲自動解除功能。焊接終了時如果檢測出焊絲粘絲，則自動再通電解除粘絲，因此不必手工剪斷焊絲。

7 p- Z/ e2 B5 o) l: W斷弧再啟動功能。出現(xiàn)斷弧時，機器人會按照指定的搭接量返回重新引弧焊接。因此無須補焊作業(yè)。
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點焊機器人的性能要求
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& B! u2 K' F- [3 k5 J& K- ~對于點焊機器人運動速度是一個重要指標，要求能夠快速完成小節(jié)距的多點定位（例如每0．3－0．4秒移動30－50mm節(jié)距后定位）；為確保焊接質(zhì)量，定位精度要求較高（一般為±0·25mm）；并具有較大的持重（50～100Kg），以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗。
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' ~, v, q! z- H6 V% J* `: u. N4 p焊接機器人的主要性能指標
( N$ @. x( e; I
焊接機器人的主要性能指標以日本安川電機公司生產(chǎn)的Motoman－L10為例表示如下：
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) G, \4 ~8 b) v' I/ s+ R  O8 I
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9 a8 |6 `6 U! f1 `& R名稱與型號：Motoman－L10
9 W* r$ E, A3 X
( a; l' W/ _! a, J' o! I- d" W0 _主要用途：弧焊

9 K8 B* E2 j5 X# |2 M% c1 C% d類別：示教再現(xiàn)型

! a& C# X. H- h2 a1 z坐標型式：多關(guān)節(jié)式

8 I" t! }7 A! t) p4 C0 F* |% X自由度數(shù)：5個

9 S! r8 N* G8 R* C抓重：最大10㎏（包括夾鉗）
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動作范圍與速度運動參數(shù)列表如下：
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! k' {) K2 ?6 w2 q, k5 x5 QMotoman－L10運動參數(shù)
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6 i1 ]$ @6 N3 X, s: l$ s, m( F
7 b' E* H0 U) j1 `1 S5 k: X（遮住的數(shù)字是150）
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5 C% \* i$ C9 f' m定位方式：選用增量編碼器作為位置檢測元件
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1 s5 c% }0 C; ^& {$ Y控制方式：重復(fù)式數(shù)字位置控制方式，可精確控制運動軌跡
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重復(fù)定位精度：±0．2mm

$ [+ A& `1 O) l9 F# k% E驅(qū)動方式：電伺服采用交流測速發(fā)電機作為伺服電動機的速度檢測元件，實現(xiàn)速度反饋，并引進力矩反饋

驅(qū)動源：DC伺服電動機
) @5 A& P: _8 L
程序控制和存儲方式：采用8位微處理Intel8080用半導(dǎo)體存儲器作為主存（盒式磁帶補充主存容量之不足）
  M, D: T4 W; v/ R, N2 r* e
& ]* [! \. g2 [$ a7 ]程序步數(shù)：1000步
' T/ f. T2 O- O9 t7 c
指令條數(shù)：600條

重量：本體400㎏控制部分350㎏

外部同步信號：輸入22點輸出21點
5 f# }2 H5 S; n7 B' ?
# ?7 P# A8 V' D0 C) e" ^電源：AC220／220V（＋10％，－15％），50／60HZ±1HZ，三相5KVA

( f' J2 b- ^2 I7 k- K焊接機器人的系統(tǒng)構(gòu)成
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2 G* f. r3 q, Q  L; S- Y完整的焊接機器人系統(tǒng)一般有如下幾部分組成：機器人操作機、變位機、控制器、焊接系統(tǒng)（專用焊接電源、焊槍和焊鉗等）、焊接傳感器、中央控制計算機和相應(yīng)的安全設(shè)備等。

- w9 O/ D6 z1 K( P& t4 p; r根據(jù)用途，將工業(yè)機器人配置不同的焊接系統(tǒng)，將組成不同的焊接機器人系統(tǒng)。
弧焊機器人

弧焊機器人在通用機械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運用�；『笝C器人是包括電弧焊附屬裝置在內(nèi)的柔性焊接系統(tǒng)，而性能有特殊的要求。在弧焊作業(yè)中，焊槍應(yīng)跟蹤工件的焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運動過程中的速度穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項重要指標。一般情況下，焊接速度約為5～50㎜／s，軌跡精度約為±（0．2～0．5）㎜。由于焊槍的姿態(tài)對焊縫質(zhì)量有一定的影響，因此希望在跟蹤焊道的同時，焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍盡量大，其一些基本性能要求如下所示：

0 _9 `: M" q0 Y% [: e設(shè)定焊接條件（電流、電壓、速度等）；
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( c6 w2 C: O( n; A擺動功能；

8 {1 z; |+ s, M0 B& K: P坡口填充功能；
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焊接異常功能檢測；
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焊接傳感器（起始點檢測、焊道跟蹤）的接口功能。
% E! t) i* b+ G' i3 _. T
, |6 w( C; o3 {& w3 U+ p點焊機器人

5 u  K: ^: q5 U* p- Z汽車工業(yè)是點焊機器人系統(tǒng)一個典型的應(yīng)用領(lǐng)域。最初，點焊機器人只用于增強焊作業(yè)（往已拼接好的工件上增加焊點），后來為了保證拼接精度，又讓機器人完成定位焊作業(yè)性能，具體來說有：

安裝面積小，工作空間大；
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快速完成小節(jié)距的多點定位（例如每0．3～0．4s移動30～50㎜節(jié)距后定位）；
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- U7 r; ?6 O4 p) v  O; g* }定位精度高（±0．25㎜），以確保焊接質(zhì)量；

  E8 c* F: d6 _, P7 i: K& ^持重大（50～100㎏），以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗；
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內(nèi)存容量大，示教簡單，節(jié)省工時；

點焊速度已生產(chǎn)線相匹配，同時按全可靠性好。
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焊接機器人系統(tǒng)原理圖
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- P1 `4 C/ I) j焊接機器人的示教編程
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# j) T/ Q+ O+ ^5 U$ G$ X; B. a. {用機器人代替人進行作業(yè)時，必須預(yù)先對機器人發(fā)出指令，規(guī)定機器人應(yīng)該完成的動作和作業(yè)的具體內(nèi)容，這個指示過程稱之為對機器人的示教（teaching），或者稱之為對機器人的編程（programming）。對機器人的示教內(nèi)容通常存儲在機器人的控制裝置內(nèi)，通過存儲內(nèi)容的再現(xiàn)（playback），機器人就能實現(xiàn)人們所要求的動作和要求人們賦予的作業(yè)內(nèi)容。

示教內(nèi)容主要由兩部分組成，一是機器人運動軌跡的示教，二是機器人作業(yè)條件的示教。機器人運動軌跡的示教主要是對為了完成某一作業(yè)，焊絲端部所要運動的軌跡，包括運動類型和運動速度的示教。機器人作業(yè)條件的示教主要是為了獲得好的焊接質(zhì)量，對焊接條件進行示教，包括被焊金屬的材質(zhì)、板厚、對應(yīng)焊縫形狀的焊槍姿勢、焊接參數(shù)、焊接電源的控制方法等。

xiangrikuib11

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陳536

怎麼驗收機器人呢?有範本嗎?

BLACKLSEAN

頂

threetigher

陳536 發(fā)表于 2018-8-1 20:16
: Z% K* {! i7 s8 i怎麼驗收機器人呢?有範本嗎?

一般是在機器人出廠前，就給出樣本，進行demo焊接，評估質(zhì)量，效率等等。

地球MAN

頂起