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。
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机器人焊接时的主要注意事项
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1．必须进行示教作业

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。
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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。
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2．必须确保工件的精度
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机器人没有眼睛，只能重复相同的动作。
5 n, j; @+ V& C- o& Y
! b& k% V3 Z/ T- N( @机器人轨迹精度为±0．1mm，以此精度重复相同的动作。
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2 W, d. J0 ?6 X4 D8 ?1 p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。
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3．焊接条件的设定取决于示教作业人员的技术水平
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0 [) \/ h, G! I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。
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5 @% {. R$ Z* q6 @' A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）。

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。
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弧焊机器人的性能要求

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。

$ r& Y: h/ r2 v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。
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+ _% h. d: q; O焊接规范的设定。起弧、收弧参数。
1 }6 e$ y6 r1 x2 q1 i% P
& ]/ X& b' P7 b- ~. t1 e摆动功能。摆动频率、摆幅、摆动类型的设定。
5 J7 D, q( e% @
" a+ ?- F1 |6 v: F5 B焊接传感器。起始点检测、焊缝跟踪传感器的接口功能。
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% l6 ?& @6 f! G8 l& _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。

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。

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。
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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。

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。

点焊机器人的性能要求
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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。

焊接机器人的主要性能指标
) T+ g* q7 K) k  w1 s( j- z9 v  N
# T) y3 _& \' T. V" p; c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：



. z) U+ w7 H6 |  l名称与型号：Motoman－L10

主要用途：弧焊
' Z0 p% H4 S- p; Y
类别：示教再现型
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/ I, O0 T3 B8 u$ D坐标型式：多关节式
0 V# u# K, p4 [% O, s, i
3 C5 K) _: ~9 e' C7 o自由度数：5个

抓重：最大10㎏（包括夹钳）
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# N6 y2 {/ E2 ]7 B! A+ P4 O- Y动作范围与速度运动参数列表如下：

Motoman－L10运动参数


% f. w( Q, `& d# W（遮住的数字是150）
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定位方式：选用增量编码器作为位置检测元件
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% r# C" _# y: \) b% c0 k控制方式：重复式数字位置控制方式，可精确控制运动轨迹
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重复定位精度：±0．2mm
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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
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% z( N7 K4 o8 q. k' c, g9 e* [驱动源：DC伺服电动机
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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）

程序步数：1000步
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指令条数：600条

重量：本体400㎏控制部分350㎏
2 m5 w9 ~2 `; w3 i, V8 p0 @
1 {$ Y$ O, |) F; n. h外部同步信号：输入22点输出21点
  j5 V& p2 D0 T, S2 t
' o$ s7 L; b2 G" C" S4 t  `电源：AC220／220V（＋10％，－15％），50／60HZ±1HZ，三相5KVA
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4 R% h( f7 \6 f  u' T焊接机器人的系统构成

* E; D0 e5 @0 d( l1 ?, ~4 G4 G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。
7 e% N2 V: W  g弧焊机器人

3 H( v4 {7 P, K( I! |1 i9 @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：
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! ?/ `  j* O4 E. R! H- ^% a设定焊接条件（电流、电压、速度等）；

/ Z8 u0 {$ f0 r7 Z8 C摆动功能；

坡口填充功能；

, V) ?$ I4 P) c; \7 w! Y/ @! J焊接异常功能检测；

8 I5 X/ [9 P  m5 B焊接传感器（起始点检测、焊道跟踪）的接口功能。
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点焊机器人
- B2 v, N7 l: Y$ N; n+ a
9 E5 y( U2 o3 N9 ]- d( w0 `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：

安装面积小，工作空间大；
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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）；
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定位精度高（±0．25㎜），以确保焊接质量；
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/ C0 \  L2 H3 _6 }& X: o4 }持重大（50～100㎏），以便携带内装变压器的焊钳；
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内存容量大，示教简单，节省工时；
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  j* f2 t, @. _$ {, o& C, |点焊速度已生产线相匹配，同时按全可靠性好。
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+ U2 ^. I% @9 X/ B1 A焊接机器人系统原理图

: x/ B$ U9 _$ D* i焊接机器人的示教编程

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。

$ U1 D7 [9 ^3 u7 t/ _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

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threetigher

陳536 发表于 2018-8-1 20:16
8 ~& N& v" y' v# j. ?8 a  O  `4 _怎麼驗收機器人呢?有範本嗎?

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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