焊接機(jī)器人

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產(chǎn)品詳情

   焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)工業(yè)機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義,工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動控制操作機(jī)(Manipulator),具有三個或更多可編程的軸,用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途,機(jī)器人最后一個軸的機(jī)械接口,通常是一個連接法蘭,稱末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的,使之能進(jìn)行焊接,切割或熱噴涂。


隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,自動焊接機(jī)器人,主要有以下優(yōu)點(diǎn):

穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,能將焊接質(zhì)量以數(shù)值的形式反映出來;

提高勞動生產(chǎn)率;

降低了對工人操作技術(shù)的要求;

縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期,減少相應(yīng)的設(shè)備投資。

因此,在各行各業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用。

組成結(jié)構(gòu):
焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點(diǎn)焊為例,則由焊接電源,(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機(jī)器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng),如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。圖1a、b表示弧焊機(jī)器人和點(diǎn)焊機(jī)器人的基本組成。

焊接機(jī)器人特點(diǎn)

點(diǎn)焊對焊接機(jī)器人的要求不是很高。因?yàn)辄c(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制,至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動軌跡沒有嚴(yán)格要求,這也是機(jī)器人最早只能用于點(diǎn)焊的原因。點(diǎn)焊用機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力,而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時速度要快捷,動作要平穩(wěn),定位要準(zhǔn)確,以減少移位的時間,提高工作效率。點(diǎn)焊機(jī)器人需要有多大的負(fù)載能力,取決于所用的焊鉗形式。對于用與變壓器分離的焊鉗,30~45kg負(fù)載的機(jī)器人就足夠了。但是,這種焊鉗一方面由于二次電纜線長,電能損耗大,也不利于機(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接;另一方面電纜線隨機(jī)器人運(yùn)動而不停擺動,電纜的損壞較快。因此,目前逐漸增多采用一體式焊鉗。這種焊鉗連同變壓器質(zhì)量在70kg左右。考慮到機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力,能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接,一般都選用100~150kg負(fù)載的重型機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點(diǎn)焊時焊鉗短距離快速移位的要求。新的重型機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能。這對電機(jī)的性能,微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
由于所設(shè)計(jì)的焊接機(jī)器人是在準(zhǔn)平面、空間狹窄的環(huán)境下工作,為了保證機(jī)器人能根據(jù)電弧傳感器的偏差信息,跟蹤焊縫自動焊接,要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器人應(yīng)該結(jié)構(gòu)緊湊、移動靈活且工作穩(wěn)定.文中針對狹窄空間特點(diǎn),開發(fā)了一種小型移動焊接機(jī)器人,根據(jù)機(jī)器人各結(jié)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn),運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法,把機(jī)器人機(jī)構(gòu)分為輪式移動平臺、焊炬調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和電弧傳感器三部分。其中,輪式移動平臺由于其慣性大,響應(yīng)慢,主要對焊縫進(jìn)行粗跟蹤,焊炬調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)焊縫精確跟蹤,電弧傳感器完成焊縫偏差實(shí)時識別.另外,機(jī)器人控制器和電機(jī)驅(qū)動器集成安裝于機(jī)器人移動平臺上,使其體積更小。同時,為了減少惡劣焊接環(huán)境下粉塵對運(yùn)動部件影響,采用全封閉式結(jié)構(gòu),提高其系統(tǒng)可靠性

焊接應(yīng)用:

工作站
如果工件在整個焊接過程中無需變位,就可以用夾具把工件定位在工作臺面上,這種系統(tǒng)既是最簡單不過的了。但在實(shí)際生產(chǎn)中,更多的工件在焊接時需要變位,使焊縫處在較好的位置(姿態(tài))下焊接。對于這種情況,變位機(jī)與機(jī)器人可以是分別運(yùn)動,即變位機(jī)變位后機(jī)器人再焊接;也可以是同時運(yùn)動,即變位機(jī)一邊變位,機(jī)器人一邊焊接,也就是常說的變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動。這時變位機(jī)的運(yùn)動及機(jī)器人的運(yùn)動復(fù)合,使焊槍相對于工件的運(yùn)動既能滿足焊縫軌跡又能滿足焊接速度及焊槍姿態(tài)的要求。實(shí)際上這時變位機(jī)的軸已成為機(jī)器人的組成部分,這種焊接機(jī)器人系統(tǒng)可以多達(dá)7-20個軸,或更多。最新的機(jī)器人控制柜可以是兩臺機(jī)器人的組合作12個軸協(xié)調(diào)運(yùn)動。其中一臺是焊接機(jī)器人、另一臺是搬運(yùn)機(jī)器人作變位機(jī)用。


生產(chǎn)線:
焊接機(jī)器人生產(chǎn)線比較簡單的是把多臺工作站(單元)用工件輸送線連接起來組成一條生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線仍然保持單站的特點(diǎn),即每個站只能用選定的工件夾具及焊接機(jī)器人的程序來焊接預(yù)定的工件,在更改夾具及程序之前的一段時間內(nèi),這條線是不能焊其他工件的。
在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用:

焊接機(jī)器人目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè),汽車底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器以及液力變矩器等焊接,尤其在汽車底盤焊接生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。豐田公司已決定將點(diǎn)焊作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量,因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)。在短距離內(nèi)的運(yùn)動時間也大為縮短。該公司最近推出一種高度低的點(diǎn)焊機(jī)器人,用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點(diǎn)焊機(jī)器人還可以與較高的機(jī)器人組裝在一起,共同對車體上部進(jìn)行加工,從而縮短了整個焊接生產(chǎn)線長度。國內(nèi)生產(chǎn)的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件,主要構(gòu)件采用沖壓焊接,板厚平均為1.5~4mm,焊接主要以搭接、角接接頭形式為主,焊接質(zhì)量要求相當(dāng)高,其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應(yīng)用機(jī)器人焊接后,大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量,并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動強(qiáng)度,改善了勞動環(huán)境。
在水下的應(yīng)用:
作為海洋工程裝備技術(shù)的重要組成部分,海洋焊接如今已成為海洋資源開發(fā)和海洋工程建設(shè)不可缺少的基礎(chǔ)和支撐技術(shù)。經(jīng)過大量的工藝試驗(yàn)和配方調(diào)整,研發(fā)的焊接材料以及水下焊接專用設(shè)備,已成功應(yīng)用于勝利油田海上采油平臺、港珠澳大橋等海洋工程。

焊接設(shè)備:

弧焊機(jī)器人多采用氣體保護(hù)焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶閘管式、逆變式、波形、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機(jī)器人上作電弧焊。由于機(jī)器人控制柜采用數(shù)字控制,而焊接電源多為模擬控制,所以需要在焊接電源與控制柜之間加一個接口。近年來,國外機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設(shè)備,這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)播人相應(yīng)的接口板、所以在圖1a中的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。應(yīng)該指出,在弧焊機(jī)器人工作周期中電弧時間所占的比例較大,因此在選擇焊接電源時,一般應(yīng)按持續(xù)率100%來確定電源的容量。

維護(hù)保養(yǎng):

一.日檢查及維護(hù)

送絲機(jī)構(gòu)。包括送絲力距是否正常,送絲導(dǎo)管是否損壞,有無異常報(bào)警。2.氣體流量是否正常。3.焊槍安全保護(hù)系統(tǒng)是否正常。(禁止關(guān)閉焊槍安全保護(hù)工作)4.水循環(huán)系統(tǒng)工作是否正常。5.測試TCP(建議編制一個測試程序,每班交接后運(yùn)行)

二.周檢查及維護(hù)

擦洗機(jī)器人各軸。2.檢查TCP的精度。3.檢查清渣油油位。4.檢查機(jī)器人各軸零位是否準(zhǔn)確。5.清理焊機(jī)水箱后面的過濾網(wǎng)。6.清理壓縮空氣進(jìn)氣口處的過濾網(wǎng)。7.清理焊槍噴嘴處雜質(zhì),以免堵塞水循環(huán)。8.清理送絲機(jī)構(gòu),包括送絲輪,壓絲輪,導(dǎo)絲管。9.檢查軟管束及導(dǎo)絲軟管有無破損及斷裂。(建議取下整個軟管束用壓縮空氣清理)10.檢查焊槍安全保護(hù)系統(tǒng)是否正常,以及外部急停按鈕是否正常。

三.月檢查及維護(hù)

潤滑機(jī)器人各軸。其中1—6軸加白色的潤滑油。油號86E006。2.RP變位機(jī)和RTS軌道上的紅色油嘴加黃油。油號:86K007 3.RP變位機(jī)上的藍(lán)色加油嘴加灰色的導(dǎo)電脂。油號:86K004 4.送絲輪滾針軸承加潤滑油。(少量黃油即可)5.清理清槍裝置,加注氣動馬達(dá)潤滑油。(普通機(jī)油即可)6.用壓縮空氣清理控制柜及焊機(jī)。7.檢查焊機(jī)水箱冷卻水水位,及時補(bǔ)充冷卻液(純凈水加少許工業(yè)酒精即可)8.完成1—8項(xiàng)的工作外,執(zhí)行周檢的所有項(xiàng)目。


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