焊接机器人的性能要求与系统构成

远祥

焊接机器人最早只在点焊中得到应用，80年初，随着计算机技术、传感器技术的发展，弧焊机器人逐渐得到普及，特别是近十几年来由于世界范围内经济的高速发展，市场的激烈竞争使那些用于中、大批量生产的焊接自动化专机已不能适应小规模、多品种的生产模式逐渐被具有柔性的焊接机器人代替，焊接机器人得到了巨大的发展，焊接已成为工业机器人应用最大的领域之一，焊接机器人在汽车、摩托车、工程机械等领域都得到了广泛的应用。目前世界拥有的80余万台工业机器人中，用于焊接的机器人可达40％以上。

机器人焊接时的主要注意事项

1．必须进行示教作业
5 I! Q" q" P9 i+ q; {" @9 c
在机器人进行自动焊接前，操作人员必须示教机器人焊枪的轨迹和设定焊接条件等。
3 M9 p, M/ N, [( k2 A; ?
$ ^0 b3 H, q5 b2 U6 Y由于必须示教，所以机器人不面向多品种少量生产的产品焊接。

8 Z+ S) l7 A: Z; l9 |2．必须确保工件的精度

% E. f/ C% f, i. r* z机器人没有眼睛，只能重复相同的动作。
4 X- Z' @4 Q# I& |3 C: v: ^$ g
! L( r* N3 D7 m  @机器人轨迹精度为±0．1mm，以此精度重复相同的动作。

8 M8 X0 W8 z& i/ K' `: c焊接偏差大于焊丝半径时，有可能焊接不好，所以工件精度应保持在焊丝半径之内。
4 r" W! F' A2 Y& o! m  M
8 U- O) Z5 |* @, y% ~6 f/ a8 p) M3．焊接条件的设定取决于示教作业人员的技术水平
8 d! c- g* I* F* u, _
操作人员进行示教时必须输入焊接程序，焊枪姿态和角度，电流、电压、速度等焊接条件。

示教操作人员必须充分掌握焊接知识和焊接技巧。

4．必须充分注意安全

机器人是一种高速的运动设备，在其进行自动运行时绝对不允许人靠近机器人（必须设置安全护栏）。
5 |. j/ A/ e6 L6 i" P9 X# X0 Z6 K
  M# ]: |4 h2 _) c( I7 {操作人员必须接受劳动安全方面的专门教育，否则不准操作。

弧焊机器人的性能要求
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在弧焊作业中，要求焊枪跟踪工件焊道运动，并不断填充金属形成焊缝，因此运动过程中速度的稳定性和轨道精度是两项重要的指标。
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一般情况下，焊接速度可取5～50mm／s，轨道精度可取±0·2～0·5mm。由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定的影响，因此希望在根踪焊道的同时，焊枪姿态的可调范围尽量大，还有其它一些性能要求，如摆动功能、焊接传感器（起始点检测、焊缝跟踪）的接口功能、焊枪防碰功能等。

焊接规范的设定。起弧、收弧参数。
; {1 c* Y( I5 e/ h  K& B" I' ?
8 `; a0 v( T0 w( ?7 y5 N, f, }* g: ?摆动功能。摆动频率、摆幅、摆动类型的设定。

焊接传感器。起始点检测、焊缝跟踪传感器的接口功能。

* n) i4 m* f" I2 H焊枪防碰功能。当焊枪受到不正常的阻力时，机器人停机，避免操作者和工具受到损坏。

! \3 q+ t1 d' a/ c5 r9 P- C多层焊功能。应用该功能可以在第一层焊接示教完成后，实现其余各层的自动编程。

% `1 ~5 }5 D, D' W再引弧功能。引弧失败后，自动重试。因此消除了焊接异常（引弧失败）发生时引起的作业中断，最大限度避免了因此而引起的全线停车。
" _3 S1 f# ]+ G; Q; ^
& n" ~& F- F/ P' q8 Q, d4 H8 {焊枪校正功能。焊枪与工件发生碰撞时，可通过简单操作进行校正。
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粘丝自动解除功能。焊接终了时如果检测出焊丝粘丝，则自动再通电解除粘丝，因此不必手工剪断焊丝。

: K" d8 C( s6 O) H* Q5 f9 t断弧再启动功能。出现断弧时，机器人会按照指定的搭接量返回重新引弧焊接。因此无须补焊作业。

6 P0 P3 n: o8 n点焊机器人的性能要求

2 x! `+ H& E. N2 X6 n  ~. i对于点焊机器人运动速度是一个重要指标，要求能够快速完成小节距的多点定位（例如每0．3－0．4秒移动30－50mm节距后定位）；为确保焊接质量，定位精度要求较高（一般为±0·25mm）；并具有较大的持重（50～100Kg），以便携带内装变压器的焊钳。
& s: l8 @+ `5 a
焊接机器人的主要性能指标
$ G5 ?- W% ~, V2 o2 y
" [3 O9 R. d1 I& T7 x8 w焊接机器人的主要性能指标以日本安川电机公司生产的Motoman－L10为例表示如下：



名称与型号：Motoman－L10
0 n3 C  L- A& O+ L* I- ]9 U2 ?
主要用途：弧焊

类别：示教再现型
" U( |& p) M  y
坐标型式：多关节式

' V! d- I! F6 c8 y# j自由度数：5个

7 D. P# a8 q- f3 C抓重：最大10㎏（包括夹钳）
) j7 Q! S% T* t$ b! [( K9 O6 o
/ S5 @; @! j$ @, F) c, R动作范围与速度运动参数列表如下：

Motoman－L10运动参数


（遮住的数字是150）
/ a3 o: l7 t; Z1 G1 y6 \, y2 k
0 V. M8 }" _" u定位方式：选用增量编码器作为位置检测元件
+ A1 N$ {# E: u  ?
控制方式：重复式数字位置控制方式，可精确控制运动轨迹

% k+ @' p2 v0 Y/ Y3 M重复定位精度：±0．2mm

驱动方式：电伺服采用交流测速发电机作为伺服电动机的速度检测元件，实现速度反馈，并引进力矩反馈

驱动源：DC伺服电动机

1 {, `& V. g7 b程序控制和存储方式：采用8位微处理Intel8080用半导体存储器作为主存（盒式磁带补充主存容量之不足）

/ X" T2 c9 i3 k9 t9 J* }程序步数：1000步

指令条数：600条

重量：本体400㎏控制部分350㎏
. k# ^! p# i1 s/ y
) Q) {# J; D) e7 v! ^: f- z外部同步信号：输入22点输出21点

: I  S' D/ Z* e' ~电源：AC220／220V（＋10％，－15％），50／60HZ±1HZ，三相5KVA
. |! C" j  M5 C& b
焊接机器人的系统构成
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* H+ `3 z% ]" [) b完整的焊接机器人系统一般有如下几部分组成：机器人操作机、变位机、控制器、焊接系统（专用焊接电源、焊枪和焊钳等）、焊接传感器、中央控制计算机和相应的安全设备等。

根据用途，将工业机器人配置不同的焊接系统，将组成不同的焊接机器人系统。
  N' [% \( k; P! X8 X弧焊机器人
& a, V, ?) Y; t, |
弧焊机器人在通用机械、金属结构等许多行业中得到广泛运用。弧焊机器人是包括电弧焊附属装置在内的柔性焊接系统，而性能有特殊的要求。在弧焊作业中，焊枪应跟踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊缝。因此运动过程中的速度稳定性和轨迹精度是两项重要指标。一般情况下，焊接速度约为5～50㎜／s，轨迹精度约为±（0．2～0．5）㎜。由于焊枪的姿态对焊缝质量有一定的影响，因此希望在跟踪焊道的同时，焊枪姿态的可调范围尽量大，其一些基本性能要求如下所示：

设定焊接条件（电流、电压、速度等）；

# I) `# m( d3 b! D# m9 t3 P2 u0 x摆动功能；
7 {: Y) N: x- U7 X% u  I  }/ v
' R) r& d7 E  S3 L, J( U坡口填充功能；

4 T  J2 M( V5 w$ C2 v) P2 J  {8 |& b焊接异常功能检测；
3 L& E5 y! \  y3 c% O
5 a9 P/ y, h/ V; b4 Y* \焊接传感器（起始点检测、焊道跟踪）的接口功能。
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( a; }- {5 |, s( Q点焊机器人
; e* M" Q2 U* T, i
汽车工业是点焊机器人系统一个典型的应用领域。最初，点焊机器人只用于增强焊作业（往已拼接好的工件上增加焊点），后来为了保证拼接精度，又让机器人完成定位焊作业性能，具体来说有：
$ G4 d9 P; V( j* N! Q1 W/ T
& y- O3 [' s5 K& [5 V安装面积小，工作空间大；

快速完成小节距的多点定位（例如每0．3～0．4s移动30～50㎜节距后定位）；

& O+ E& v- a$ \定位精度高（±0．25㎜），以确保焊接质量；

持重大（50～100㎏），以便携带内装变压器的焊钳；

内存容量大，示教简单，节省工时；

点焊速度已生产线相匹配，同时按全可靠性好。
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焊接机器人系统原理图
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焊接机器人的示教编程
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" y0 A0 _) r+ Y' E! Y用机器人代替人进行作业时，必须预先对机器人发出指令，规定机器人应该完成的动作和作业的具体内容，这个指示过程称之为对机器人的示教（teaching），或者称之为对机器人的编程（programming）。对机器人的示教内容通常存储在机器人的控制装置内，通过存储内容的再现（playback），机器人就能实现人们所要求的动作和要求人们赋予的作业内容。
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8 k0 Y2 a4 Q" i" I示教内容主要由两部分组成，一是机器人运动轨迹的示教，二是机器人作业条件的示教。机器人运动轨迹的示教主要是对为了完成某一作业，焊丝端部所要运动的轨迹，包括运动类型和运动速度的示教。机器人作业条件的示教主要是为了获得好的焊接质量，对焊接条件进行示教，包括被焊金属的材质、板厚、对应焊缝形状的焊枪姿势、焊接参数、焊接电源的控制方法等。

xiangrikuib11

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陳536

怎麼驗收機器人呢?有範本嗎?

BLACKLSEAN

顶

threetigher

陳536 发表于 2018-8-1 20:16
怎麼驗收機器人呢?有範本嗎?

. D" L! N& U$ }/ X; S) \; k一般是在机器人出厂前，就给出样本，进行demo焊接，评估质量，效率等等。

地球MAN

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