焊接機(jī)器人的性能要求與系統(tǒng)構(gòu)成

遠(yuǎn)祥

焊接機(jī)器人最早只在點(diǎn)焊中得到應(yīng)用，80年初,，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù),、傳感器技術(shù)的發(fā)展,，弧焊機(jī)器人逐漸得到普及,，特別是近十幾年來(lái)由于世界范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,，市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)使那些用于中,、大批量生產(chǎn)的焊接自動(dòng)化專機(jī)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(jī)器人代替，焊接機(jī)器人得到了巨大的發(fā)展,，焊接已成為工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最大的領(lǐng)域之一,，焊接機(jī)器人在汽車、摩托車,、工程機(jī)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(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人中，用于焊接的機(jī)器人可達(dá)40％以上,。
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& |4 Y7 |3 D$ S+ \; n$ n4 P5 ?3 {' i機(jī)器人焊接時(shí)的主要注意事項(xiàng)
3 i4 f9 Q5 u) a, [9 B+ b' W" _
. N* g+ b4 J( ?. x- O2 F1．必須進(jìn)行示教作業(yè)

在機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)焊接前,，操作人員必須示教機(jī)器人焊槍的軌跡和設(shè)定焊接條件等。

由于必須示教，所以機(jī)器人不面向多品種少量生產(chǎn)的產(chǎn)品焊接,。
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4 z  F( f$ ]- m! I3 J- H2．必須確保工件的精度

機(jī)器人沒(méi)有眼睛,，只能重復(fù)相同的動(dòng)作。

6 A. `1 G, |7 c7 y機(jī)器人軌跡精度為±0．1mm,，以此精度重復(fù)相同的動(dòng)作,。
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9 [8 Q, E, k# Y焊接偏差大于焊絲半徑時(shí)，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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3．焊接條件的設(shè)定取決于示教作業(yè)人員的技術(shù)水平
( D, o3 Z  h/ J6 N# y' g
& ?  L0 [" q$ _6 u9 y8 \操作人員進(jìn)行示教時(shí)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(shí)和焊接技巧,。
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8 f3 j; Q5 }* e( t; q+ k! a9 e! ]5 t4．必須充分注意安全

機(jī)器人是一種高速的運(yùn)動(dòng)設(shè)備，在其進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行時(shí)絕對(duì)不允許人靠近機(jī)器人（必須設(shè)置安全護(hù)欄）,。

操作人員必須接受勞動(dòng)安全方面的專門教育,，否則不準(zhǔn)操作。
+ `2 {( I) [" V- q: M3 h  G7 W5 P
- F! w5 e" P! _弧焊機(jī)器人的性能要求

在弧焊作業(yè)中,，要求焊槍跟蹤工件焊道運(yùn)動(dòng),，并不斷填充金屬形成焊縫，因此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的穩(wěn)定性和軌道精度是兩項(xiàng)重要的指標(biāo),。
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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(duì)焊縫質(zhì)量也有一定的影響，因此希望在根蹤焊道的同時(shí),，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(dòng)功能,、焊接傳感器（起始點(diǎn)檢測(cè),、焊縫跟蹤）的接口功能、焊槍防碰功能等,。

焊接規(guī)范的設(shè)定,。起弧、收弧參數(shù),。

7 g* k6 F6 ^5 I1 o; O! K( b! T擺動(dòng)功能,。擺動(dòng)頻率、擺幅、擺動(dòng)類型的設(shè)定,。
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- i( ?. Q/ X- ]5 x1 h. n焊接傳感器,。起始點(diǎn)檢測(cè)、焊縫跟蹤傳感器的接口功能,。
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% S3 }  J/ w/ z. w% B9 @( ~/ w7 N焊槍防碰功能,。當(dāng)焊槍受到不正常的阻力時(shí)，機(jī)器人停機(jī),，避免操作者和工具受到損壞,。
4 [% Q1 q: `/ R/ t& h0 V
# W0 m1 i, t( i+ M+ x7 @/ \$ U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(shí)現(xiàn)其余各層的自動(dòng)編程,。
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再引弧功能。引弧失敗后,，自動(dòng)重試,。因此消除了焊接異常（引弧失敗）發(fā)生時(shí)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,。

焊槍校正功能。焊槍與工件發(fā)生碰撞時(shí),，可通過(guò)簡(jiǎn)單操作進(jìn)行校正,。
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  Y. k; [& i: ]1 Q# m. s粘絲自動(dòng)解除功能。焊接終了時(shí)如果檢測(cè)出焊絲粘絲,，則自動(dòng)再通電解除粘絲,，因此不必手工剪斷焊絲。

! l# l; Z* |$ J) A! n  S斷弧再啟動(dòng)功能,。出現(xiàn)斷弧時(shí),，機(jī)器人會(huì)按照指定的搭接量返回重新引弧焊接。因此無(wú)須補(bǔ)焊作業(yè),。

. h2 z2 G3 }1 b2 X: l點(diǎn)焊機(jī)器人的性能要求

' Q& H1 n" U1 B" d對(duì)于點(diǎn)焊機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度是一個(gè)重要指標(biāo),，要求能夠快速完成小節(jié)距的多點(diǎn)定位（例如每0．3－0．4秒移動(dòng)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,。

焊接機(jī)器人的主要性能指標(biāo)
; Q! t" V9 b$ P% b2 K, g
) ]" D5 Q9 M/ m' `) x( m焊接機(jī)器人的主要性能指標(biāo)以日本安川電機(jī)公司生產(chǎn)的Motoman－L10為例表示如下：
" e' M7 x. L. I! ?

: \. _& V% p. L% ~, d% u
名稱與型號(hào)：Motoman－L10

: Y  ?( h6 j: Z) W主要用途：弧焊
6 x, A+ o  D; v/ e6 M2 C, q
+ R0 R, E6 b+ {8 w類別：示教再現(xiàn)型
, O' Q6 }$ r# _( j: N0 X/ F) G
坐標(biāo)型式：多關(guān)節(jié)式

自由度數(shù)：5個(gè)
. R  W" G  k) {; Z7 Q6 N  C( p
抓重：最大10㎏（包括夾鉗）
% ~$ d/ a, p. {- M* Z9 ]$ N
動(dòng)作范圍與速度運(yùn)動(dòng)參數(shù)列表如下：

$ w$ F( O3 W1 dMotoman－L10運(yùn)動(dòng)參數(shù)

" O7 n, K# r: F# a
6 g( b( J1 R- R  @6 K- j（遮住的數(shù)字是150）

定位方式：選用增量編碼器作為位置檢測(cè)元件

4 e- d& @& G! c6 v0 G控制方式：重復(fù)式數(shù)字位置控制方式,，可精確控制運(yùn)動(dòng)軌跡
$ [  I4 D: A+ D% \
$ `" [- F. A5 b5 v重復(fù)定位精度：±0．2mm

% ^. w* h9 A! `9 e/ L0 B: O驅(qū)動(dòng)方式：電伺服采用交流測(cè)速發(fā)電機(jī)作為伺服電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)元件，實(shí)現(xiàn)速度反饋,，并引進(jìn)力矩反饋
; u" d" L. f/ F
驅(qū)動(dòng)源：DC伺服電動(dòng)機(jī)
. W) w  T; m* a& i& s# M; v
; C: |: j0 W2 u- U" X9 r5 u0 G/ O程序控制和存儲(chǔ)方式：采用8位微處理Intel8080用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為主存（盒式磁帶補(bǔ)充主存容量之不足）
3 {% J+ u6 ^6 Q
程序步數(shù)：1000步
+ C  S) ]$ g* _) }4 [' V8 q
6 {6 ~& E$ }7 z  q. u2 ?指令條數(shù)：600條
" l. Z" b* _; f. z
重量：本體400㎏控制部分350㎏

. n/ {; e+ T# I( `. q/ D( g外部同步信號(hào)：輸入22點(diǎn)輸出21點(diǎn)

7 r$ N! }' }9 E' L) D1 d電源：AC220／220V（＋10％,，－15％）,，50／60HZ±1HZ，三相5KVA

1 @/ B( {& C' n+ D' f焊接機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成
! S) e. C3 u. C$ n9 [' k, [6 i3 ^
0 m0 z0 D2 X6 E6 ~# v完整的焊接機(jī)器人系統(tǒng)一般有如下幾部分組成：機(jī)器人操作機(jī),、變位機(jī),、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(jì)算機(jī)和相應(yīng)的安全設(shè)備等,。

根據(jù)用途,，將工業(yè)機(jī)器人配置不同的焊接系統(tǒng)，將組成不同的焊接機(jī)器人系統(tǒng),。
0 G- o4 q# b) X1 E# @4 a弧焊機(jī)器人
0 q6 d9 N- X* e4 e' R8 G# t
弧焊機(jī)器人在通用機(jī)械,、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用�,；『笝C(jī)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(yùn)動(dòng),，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要指標(biāo),。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(duì)焊縫質(zhì)量有一定的影響,，因此希望在跟蹤焊道的同時(shí)，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：

設(shè)定焊接條件（電流,、電壓、速度等）,；

& V7 `8 r3 e/ z擺動(dòng)功能,；

0 k& U% E  t9 j; I! p坡口填充功能；
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焊接異常功能檢測(cè),；
7 W6 L- I0 V$ d. Z( y( y
( T: W; {$ G3 E3 l" `  K焊接傳感器（起始點(diǎn)檢測(cè)、焊道跟蹤）的接口功能,。

點(diǎn)焊機(jī)器人
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! k1 z' y0 X# `4 Z! G  s汽車工業(yè)是點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)一個(gè)典型的應(yīng)用領(lǐng)域,。最初，點(diǎn)焊機(jī)器人只用于增強(qiáng)焊作業(yè)（往已拼接好的工件上增加焊點(diǎn)）,，后來(lái)為了保證拼接精度,，又讓機(jī)器人完成定位焊作業(yè)性能,，具體來(lái)說(shuō)有：

" D+ g. j: L$ F3 V安裝面積小，工作空間大,；

9 X! m7 n' v/ l% b+ f$ F快速完成小節(jié)距的多點(diǎn)定位（例如每0．3～0．4s移動(dòng)30～50㎜節(jié)距后定位）,；
: O" [: R" j- o( h
' k7 M! u  p& t+ U1 ~4 n定位精度高（±0．25㎜），以確保焊接質(zhì)量,；

持重大（50～100㎏）,，以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗；

- ^% y' Y4 u6 s內(nèi)存容量大,，示教簡(jiǎn)單,，節(jié)省工時(shí)；
; ]$ F7 B0 x5 z& |% [$ ]; H9 {
6 m8 Z$ i/ M. Z! }點(diǎn)焊速度已生產(chǎn)線相匹配,，同時(shí)按全可靠性好,。

, B. {3 F2 g0 U' j1 r' A( C1 a: {
6 |" l# x6 b& L, J焊接機(jī)器人系統(tǒng)原理圖
9 l9 ]9 r* w- w- y
焊接機(jī)器人的示教編程
; r: d, C& g* j( ^$ r: z
3 I3 F& W5 l2 a1 J% e2 {+ {2 ^用機(jī)器人代替人進(jìn)行作業(yè)時(shí)，必須預(yù)先對(duì)機(jī)器人發(fā)出指令,，規(guī)定機(jī)器人應(yīng)該完成的動(dòng)作和作業(yè)的具體內(nèi)容,，這個(gè)指示過(guò)程稱之為對(duì)機(jī)器人的示教（teaching），或者稱之為對(duì)機(jī)器人的編程（programming）,。對(duì)機(jī)器人的示教內(nèi)容通常存儲(chǔ)在機(jī)器人的控制裝置內(nèi),，通過(guò)存儲(chǔ)內(nèi)容的再現(xiàn)（playback），機(jī)器人就能實(shí)現(xiàn)人們所要求的動(dòng)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的示教，二是機(jī)器人作業(yè)條件的示教,。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的示教主要是對(duì)為了完成某一作業(yè),，焊絲端部所要運(yùn)動(dòng)的軌跡，包括運(yùn)動(dòng)類型和運(yùn)動(dòng)速度的示教,。機(jī)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(duì)焊接條件進(jìn)行示教，包括被焊金屬的材質(zhì),、板厚,、對(duì)應(yīng)焊縫形狀的焊槍姿勢(shì)、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(yàn)收機(jī)器人呢?有範(fàn)本嗎?

BLACKLSEAN

頂

threetigher

陳536 發(fā)表于 2018-8-1 20:16
怎麼驗(yàn)收機(jī)器人呢?有範(fàn)本嗎?

一般是在機(jī)器人出廠前,，就給出樣本,，進(jìn)行demo焊接,，評(píng)估質(zhì)量，效率等等,。

地球MAN

頂起