焊接机器人
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焊接机器人主要功能描述
焊接机器人是一种自动化设备,主要用于焊接作业。
以下是焊接机器人的一些主要功能描述:
1. 精确焊接:焊接机器人能够精确地控制焊接参数,如焊接电流、电压、焊接速度等,从而确保焊接质量的稳定性和一致性。
这有助于提高焊接成品的质量和可靠性。
2. 高效率作业:相比人工焊接,焊接机器人可以连续工作,不需要休息或休假。
它们能够快速而准确地完成焊接任务,提高生产效率,缩短生产周期。
3. 适应性强:焊接机器人能够适应不同的焊接任务和工件形状。
通过编程和调整,它们可以处理各种复杂的焊接结构,包括直线、曲线、角度等。
4. 提高工作环境安全性:使用焊接机器人可以减少工人暴露在危险的焊接环境中的时间,降低工伤风险。
机器人可以在恶劣的环境条件下工作,如高温、烟雾和噪音等。
5. 焊缝质量稳定:由于机器人的焊接动作一致性高,焊接过程中的误差较小,因此可以获得更加均匀和稳定的焊缝质量。
6. 可编程性:焊接机器人可以通过编程来执行特定的焊接任务。
这使得它们能够适应不同的产品需求和工艺要求,具有较高的灵活性。
7. 数据记录和追溯:一些焊接机器人配备了数据记录功能,能够记录焊接过程中的参数和信息。
这有助于质量控制和追溯,便于对焊接质量进行分析和改进。
8. 节约成本:尽管初期投资较高,但焊接机器人在长期运行中可以降低成本。
它们可以提高生产效率、减少废品率,并且不需要支付人工工资和福利等费用。
总之,焊接机器人通过自动化焊接过程,提高了焊接质量和生产效率,同时降低了成本和工作风险。
它们在汽车制造、航空航天、建筑等众多行业中得到广泛应用。
焊接机器人知识点总结1. 焊接机器人的概念焊接机器人是一种用于进行自动焊接工作的机器人设备,它可以按照预先设定的程序和路径对工件进行焊接操作。
通过配备不同的焊接设备和工具,可以实现不同种类和材料的焊接工作。
2. 焊接机器人的分类根据不同的工作原理和结构特点,焊接机器人可以分为多种不同类型,例如:电弧焊机器人、激光焊机器人、等离子焊机器人等。
此外,还可以根据不同的工作方式和使用环境对焊接机器人进行分类,比如手持式焊接机器人、固定式焊接机器人、移动式焊接机器人等。
3. 焊接机器人的工作原理焊接机器人的工作原理是基于数控技术和自动化控制技术,通过预先编制的焊接程序和路径进行动作的控制,以实现对工件的精准焊接。
焊接机器人主要包括机械系统、电气控制系统、焊接系统和控制软件等部分,它们共同协作完成焊接操作。
4. 焊接机器人的工作流程焊接机器人工作流程主要包括任务规划、路径规划、姿态控制、焊接操作等多个环节。
在任务规划中,首先确定焊接工件的位置和方式;在路径规划中,确定焊接路径和轨迹;在姿态控制中,确保焊接姿态的正确;在焊接操作中,进行焊接熔化和填充传统,最终完成焊接操作。
5. 焊接机器人的主要构成焊接机器人的主要构成包括机械臂、焊接设备、传感器、控制系统、动力系统等部分。
其中,机械臂是焊接机器人的核心部件,它可以根据需要实现不同的自由度和运动范围,以适应不同的焊接工件。
6. 焊接机器人的应用领域焊接机器人广泛应用于汽车制造、航空航天、电力设备、铁路运输、消费品制造等多个领域。
由于焊接机器人具有高效、精准、稳定的特点,可以提高焊接质量和生产效率,因此在工业生产中得到广泛应用。
7. 焊接机器人的优势与传统手工焊接相比,焊接机器人具有高效、精准、稳定、可靠、安全等多个优势。
它可以提高焊接质量和生产效率,减少人工劳动,降低生产成本,提高企业竞争力,受到广泛关注和认可。
8. 焊接机器人的发展趋势随着科技的进步和自动化技术的发展,焊接机器人将会朝着智能化、柔性化、集成化、网络化的方向不断发展。
焊接机器人原理
焊接机器人是一种自动化设备,它使用先进的机械臂和控制系统来进行焊接作业。
焊接机器人的原理可以分为以下几个方面:
1. 传感器:焊接机器人配备了多种传感器,如视觉传感器、压力传感器和力传感器等。
这些传感器可以监测焊接过程中的参数,如焊枪位置、焊接强度和焊接速度等,从而实现精确的焊接操作。
2. 编程系统:焊接机器人需要先进行编程才能执行焊接任务。
编程系统可以通过图形化编程界面或编码方式,将焊接路径、参数和工艺要求等信息输入到机器人控制系统中,以便机器人能够按照设定的路径和参数进行焊接。
3. 机械臂:焊接机器人的机械臂通常采用多轴关节结构,可以模拟人的手臂运动。
机械臂上装配有焊枪和夹具等工具,通过旋转、伸缩和抬升等动作,完成焊接作业。
4. 控制系统:焊接机器人的控制系统是整个系统的核心,它负责接收编程系统输入的指令,控制机械臂的运动和焊接参数的调整,同时监控传感器的数据反馈,并对机器人进行实时的控制和调整。
5. 动力系统:焊接机器人通常采用电动驱动系统,通过电机驱动机械臂的运动。
电池、电源和线缆等是提供机器人动力的必要设备。
6. 自动化装置:为了实现完全自动化的焊接作业,焊接机器人还需要配备自动化装置,如供料装置、夹具更换装置和焊接工件输送装置等。
这些自动化装置能够使机器人在完成一次焊接后,自动调整焊接位置和参数,并进行下一次焊接任务。
综上所述,焊接机器人通过传感器、编程系统、机械臂、控制系统、动力系统和自动化装置这些组成部分的协同作用,实现了自动化、高效、精确的焊接操作。
焊接机器人的常见故障及解决办法随着科技的发展,焊接机器人在现代工业生产中得到广泛应用。
然而,就像其他机械设备一样,焊接机器人也会出现一些故障。
本文将介绍焊接机器人的常见故障,并提供相应的解决办法,以帮助工程师和技术人员更好地维护和修复焊接机器人。
一、电源问题电源是焊接机器人正常运行的基础,常见的电源问题包括电压波动、电流不稳定等。
解决办法是首先检查供电电源的电压,确保电压稳定。
其次,检查电源线路是否有松动或接触不良的情况,并进行修复。
对于电压波动较大的场合,可以考虑采用稳压器或者UPS来保护焊接机器人。
二、传感器故障焊接机器人中的传感器起到了关键的作用,用于检测焊接过程中的位置、力度等参数,以确保焊接质量。
常见的传感器故障包括传感器信号不稳定、传感器失灵等。
解决方法是首先检查传感器与控制系统之间的连接,确保连接良好。
其次,检查传感器是否被污染或损坏,如果是,及时进行清洁或更换。
三、机械部件故障焊接机器人的机械部件包括焊枪、焊丝喂送机构等,常见的故障有焊枪堵塞、焊丝喂送不畅等。
针对焊枪堵塞问题,可以使用专门的清洁剂进行清洗。
对于焊丝喂送不畅的情况,可以检查焊丝喂送机构是否有堵塞或者刮花,及时进行修复或更换。
此外,定期对机械部件进行润滑和维护也是预防机械故障的有效措施。
四、程序设置问题焊接机器人的程序设置对于焊接质量和效率起到至关重要的作用。
常见的程序设置问题包括焊接参数错误、路径规划错误等。
解决办法是仔细检查程序设置,确保焊接参数和路径规划的准确性。
对于复杂的焊接任务,可以利用仿真软件进行验证,减少程序设置错误的可能性。
五、安全问题在焊接机器人的运行过程中,安全问题是非常重要的。
常见的安全问题包括防护措施不完备、操作不当等。
为了确保焊接机器人的安全运行,应该加强安全培训,提高操作人员的安全意识,同时安装必要的安全设施,如安全光幕、急停按钮等。
综上所述,焊接机器人的常见故障包括电源问题、传感器故障、机械部件故障、程序设置问题和安全问题。
焊接机器人的工作原理
焊接机器人的工作原理主要分为以下几个步骤:
1. 规划和编程:在开始焊接之前,首先需要对焊接任务进行规划和编程。
这包括确定焊接的路径、速度、力度等参数,以及编写相应的控制程序。
2. 传感器和感知:焊接机器人通常配备了各种传感器,用于感知环境和焊接过程中的各种信息。
例如,通过视觉传感器可以探测焊接接头的位置和形状,通过力传感器可以感知焊接时的力度和压力等。
3. 运动控制:焊接机器人通过控制各个关节的运动,实现焊接路径的准确执行。
通过对各个关节进行精细控制,机器人能够在三维空间内实现高度灵活的运动。
4. 焊接执行:在确定好焊接路径后,焊接机器人会根据预设的程序进行焊接操作。
它会根据传感器的反馈信息,调整焊接姿态和力度,确保焊接的质量和准确度。
5. 安全保护:焊接机器人通常采取一系列的安全措施来保护人员和工作环境的安全。
例如,设置安全传感器和防护罩,以便在发生异常情况时及时停止机器人的运动。
总体而言,焊接机器人的工作原理是通过规划、编程、感知、运动控制和焊接执行等步骤,实现自动地进行焊接操作。
它能够提高焊接的效率和稳定性,减少人工操作的风险和疲劳。
引言概述:焊接是现代工业生产中不可或缺的自动化设备之一,它具有高效、精准、安全等优势,为企业提升生产效率和产品质量发挥着重要作用。
本文将继续介绍焊接领域的十大品牌,通过对每个品牌的特点、技术实力和市场影响的综合评估,为读者提供选购焊接的参考指南。
正文内容:1.品牌一:ABBRobot技术实力:ABBRobot在焊接领域积累了丰富的经验,具有领先的自动化控制和机器视觉技术。
产品特点:其具有高度柔性和精确性,可以适应各种复杂的焊接任务,提供卓越的性能和稳定性。
市场影响:ABBRobot在全球范围内广泛应用于汽车制造、机械加工等行业,具有较高的市场份额和知名度。
2.品牌二:Fanuc技术实力:Fanuc作为焊接领域的领军企业,拥有先进的机器视觉和技术,为用户提供全方位的解决方案。
产品特点:Fanuc的焊接具有高速、高精度和高复杂度的特点,可以满足不同行业的需求,实现高效率的生产。
市场影响:Fanuc的产品遍布全球,广泛应用于汽车、电子、金属加工等行业,为用户提供可靠的自动化解决方案。
3.品牌三:KawasakiRobotics技术实力:KawasakiRobotics以其卓越的控制技术和灵活性在焊接领域占据一定的市场份额。
产品特点:该品牌的焊接具有高速度、高精度和稳定性,可满足各类焊接工艺的需求。
市场影响:KawasakiRobotics在汽车制造、电子、金属加工等行业中享有良好的声誉,并以其高性能赢得广泛的市场认可。
4.品牌四:YaskawaElectric技术实力:YaskawaElectric是焊接领域的重要参与者,拥有先进的运动控制和视觉系统技术。
产品特点:该品牌的焊接具有高质量和高稳定性,可实现多种工艺需求,满足不同行业的自动化生产要求。
市场影响:YaskawaElectric的产品在汽车、电子、机械制造等行业中有着广泛应用,具有较高的市场份额和用户口碑。
5.品牌五:PanasonicWeldingSystems技术实力:PanasonicWeldingSystems在焊接设备领域拥有悠久的历史和丰富的经验,积累了领先的焊接技术。
焊接机器人基本用途有焊接机器人是目前自动化焊接制造中广泛应用的一种设备,其主要用途如下:1. 自动化焊接:焊接机器人能够自动完成焊接任务,减少了人力成本,提高了工作效率。
它可以实现高精度、高质量的焊接,保证焊缝的一致性和稳定性,减少不良焊接的发生。
2. 批量生产:焊接机器人可以在一定时间内大量连续焊接同样的产品,适用于批量生产环境。
机器人的稳定性和一致性使得产品之间的差异性减小,提高了产品质量的稳定性。
3. 复杂工艺:焊接机器人能够灵活适应各种复杂的工艺要求,如对不同位置和角度的焊接进行自动调整,适应多种工件形状和尺寸的焊接需求。
它可根据工艺参数自动调整焊接参数,保证焊接质量。
4. 环境危险:焊接过程中产生大量的热能和有毒烟尘,对人体健康有较大威胁。
使用焊接机器人可以减少工人暴露在焊接过程中的环境危险,提高工作安全性。
5. 空间限制:焊接机器人操作空间较大,可以在狭小的空间内进行复杂的操作。
它可以根据不同的焊接要求,自动调整姿态和位置,适应各种空间限制的焊接任务。
6. 精确控制:焊接机器人采用精确的控制系统,可以实现高精度的焊接操作。
它可以准确控制焊接速度、焊接电流等参数,提高焊接的一致性和质量。
7. 远程操作:焊接机器人可以通过网络远程控制和监控,实现远程协作和管理。
这使得不同地点的焊接工作可以同时进行,并实现自动化管理和监控。
8. 人机协作:焊接机器人可以和人工操作进行协作,在重复性工作中发挥机器人的优势,在复杂任务中发挥人类的创造力和灵活性。
这种人机协作提高了工作效率,减少了劳动强度。
9. 整合生产线:焊接机器人可以和其他自动化设备和系统进行整合,构建完整的生产线。
它可以和机械臂、传输设备、检测设备等进行联动,实现整体的自动化控制和生产优化。
总的来说,焊接机器人的基本用途集中在自动化焊接、批量生产、复杂工艺、环境危险、空间限制、精确控制、远程操作、人机协作和整合生产线等方面。
随着自动化技术的进一步发展,焊接机器人将在制造业中扮演越来越重要的角色。
焊接机器人的构成
一、焊接机器人的组成
1. 机器人本体
焊接机器人一般由机器人本体、机器人控制系统、机器人传动系统和电极头组成。
机器人本体安装在定点上,其中最常见的机器人本体是六关节机器人,可根据不同的工作要求进行安装,满足焊接机器人的要求。
2. 机器人控制系统
机器人控制系统是焊接机器人的核心部件,它负责控制机器人本体进行各种动作,以及收集传感器采集的数据,根据输入指令,进行实时控制,保证机器人运行的正确无误。
控制系统的选择要根据应用环境,选择不同的控制器设备。
3. 机器人传动系统
机器人传动系统负责运用机器人控制系统,将控制系统输出的控制信号传递给机器人本体的传动部件,控制机器人本体的各个关节的运动。
该系统的选用要考虑机器人本体的类型和重量,以确保机器人本体的稳定性。
4. 电极头
电极头是焊接机器人最常用的传动部件,它的作用是将电极和焊接部件保持在一定距离,从而保证电极的正确摆放。
电极头的选择也要根据工作环境进行考虑,因为电极头不仅要保证电极的正确摆放,还要考虑到机器人的安装方式和工作环境。
焊接机器人相关参数及设置标题:焊接机器人的参数及设置一、焊接机器人的基本参数1、机器人型号:这是选择焊接机器人的首要步骤。
根据实际应用需求,选择适合的型号,例如负载能力、臂展、精度等。
2、控制器:控制器的性能直接决定了机器人的运动性能。
选择具有高处理能力、快速响应和稳定性的控制器。
3、伺服系统:伺服系统是焊接机器人的重要组成部分,它决定了机器人的运动精度和速度。
4、焊机型号:选择适合的焊机型号,确保它可以与机器人控制器兼容,并且能够满足实际的焊接需求。
二、焊接机器人的设置步骤1、准备工作:需要确保机器人工作区域的安全,包括设置防护栏、关闭不必要的电源等。
2、校准:对机器人进行校准,以确保其运动轨迹的准确性。
这包括对机器人的底座、关节和工具进行校准。
3、编程:根据实际需要,使用机器人编程语言(如G代码)编写程序。
这可以包括运动轨迹、速度、焊接参数等。
4、测试:在正式使用前,需要进行测试以确认机器人的性能是否满足要求。
这包括检查机器人的运动轨迹、焊接质量等。
5、调整:如果测试结果不满足要求,需要对机器人进行调整。
这可能包括更改程序、调整焊接参数等。
6、维护:定期对机器人进行维护,以确保其正常运行。
这包括清洁、润滑关节、检查电线等。
三、总结焊接机器人的参数及设置是确保其正常运行的关键步骤。
在选择机器人时,需要根据实际需求选择合适的型号和配置。
在设置机器人时,需要按照规定的步骤进行操作,以确保机器人的运动轨迹准确、焊接质量优良。
定期的维护和检查也是保证机器人长期稳定运行的重要措施。
工业机器人的焊接应用焊接机器人标题:工业机器人的焊接应用:焊接机器人随着科技的快速发展,()和机器人技术已经在各行各业中得到了广泛应用。
其中,工业机器人更是凭借其高效、精准和可靠的特点,成为了现代制造业的重要组成部分。
在众多工业机器人应用中,焊接机器人的使用尤为引人瞩目,它们在提高生产效率、降低生产成本、保证产品质量等方面发挥了巨大的作用。
焊接机器人可根据作业中所采用的焊接方法进行分类。
主要包括以下几种类型:
1. 点焊机器人:这种机器人主要由机器人本体、计算机控制系统、电焊焊接系统以及示教盒等组成。
它具有高效、精准、稳定的特点,被广泛应用于汽车制造行业、集装箱行业、钢结构、煤矿等行业领域。
2. 弧焊机器人:弧焊机器人由示教盒、机器人本体、焊接电源、控制盘以及自动送丝装置等组成。
其具有稳定性高、产品生产计划明确,易控制产品产量,焊接质量高以及改善工人的劳动条件等特点。
弧焊机器人被广泛应用于各类汽车、摩托车、家电、轻工等行业零部件焊接。
3. 激光焊接机器人:激光焊接机器人主要由机器人和焊接设备两部分组成。
其具有能够焊接各种类型材料、焊缝精度高、热影响区小,能够很好的避免常见的焊接缺点等特点。
激光焊接机器人被广泛应用于机械制造、汽车、电子设备、航天航空等行业领域。
4. 搅拌摩擦焊机器人:搅拌摩擦焊机器人在焊接过程中对正压力、转矩等参数有较高要求,因此对机器人的力觉传感能力和轨迹控制能力也提出了较高要求。
此外,还可以根据其他标准进行分类,如按产业模式分类,可以分为示教再现型机器人和智能型机器人。
随着科技的发展,新的分类方式也将不断完善和丰富。
焊接机器人结构与应用现代制造业中,机器人的应用已经成为一种必备的生产工具,其中焊接机器人应用最为广泛。
焊接机器人不仅能够提高焊接质量和效率,减少劳动强度,还能在特殊环境下进行工作,被广泛应用于汽车、航空航天、铁路、机器人、建筑、电力等行业。
本文将围绕焊接机器人的结构与应用展开探讨。
一、焊接机器人结构1. 机械结构焊接机器人的机械结构由X、Y、Z三个方向的伺服电机和伺服驱动器、机械臂、控制器等组成。
其中,机械臂是焊接机器人的核心部件,一般由多个活动节组成,每个活动节都有不同的转动范围。
机械臂的动力源依靠伺服电机进行驱动,控制器通过控制伺服电机转动速度和方向来实现机械臂的精准控制。
2. 焊接头设备焊接机器人是通过焊接头设备来进行焊接作业的。
焊接头设备的种类有很多,其中最常用的是电弧焊、惰性气体保护焊、激光焊等。
这些焊接头设备都采用了高科技的技术,如加热方式、通电方式、焊点位置控制等。
焊接头设备是焊接机器人的关键部分,决定了焊接质量和效率的高低。
3. 控制系统焊接机器人的控制系统采用了计算机控制技术。
通过计算机对机械臂的运动、焊接头设备的控制和焊接参数的调整实现自动化控制。
控制系统还可以通过外部器件或传感器来检测焊接过程中的姿态、位移等信息,根据焊接质量的要求进行调整和控制。
控制系统的稳定性和可靠性对焊接机器人的性能影响很大,是焊接机器人设计中不可或缺的部分。
二、焊接机器人的应用1. 汽车制造业焊接机器人在汽车制造中的应用非常广泛。
汽车由成百上千的零件组成,许多零部件需要焊接,这就需要高效且精准的焊接技术和设备。
焊接机器人能够自动完成车身、车门、引擎等零部件的焊接,提高了汽车生产的效率和质量。
2. 航空航天制造业焊接机器人在航空航天制造中的应用也非常广泛。
航空航天制造涉及到很多特殊材料和精密部件的制造,需要高精度、高效率和高质量的焊接技术和设备。
焊接机器人可以在小空间中解决复杂的焊接任务,如翼尖、涡轮叶片等零件的焊接,提高了航空航天产品的质量和生产效率。
焊接机器人标准
焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,属于多用途、可重复编程的自动控制操作机,具有三个或更多可编程的轴,用
于工业自动化领域。
根据国际标准化组织(ISO)的定义,工业机器人是一种具有至少3个
轴的可编程、自动控制操作机,其中最后一个轴的机械接口通常是一
个连接法兰,可以接装不同工具或称末端执行器。
焊接机器人的末轴
法兰装接焊钳或焊(割)枪,使之能进行焊接、切割或热喷涂。
焊接机器人的标准涉及以下几个方面:
1. 自由度数:这是反映机器人灵活性的重要指标。
一般而言,在机器
人工作空间中可以到达3个自由度,但是焊接不仅必须到达空间中的
某个位置,而且还必须确保焊枪(切削工具或焊钳)的空间姿势。
因此,电弧焊和切割机器人至少需要5个自由度,点焊机器人至少需要6个自由度。
2. 负载:是指机器人末端可以承受的额定负载。
焊枪及其电缆、切割
工具和煤气管、焊钳和电缆以及冷却水管都是负载。
电弧焊和切割机
器人的负载能力为6~10kg。
如果点焊机器人使用集成变压器和集成焊钳,则其负载能力应为60~90kg。
如果使用单独的焊钳,其负载能力
应为40~50kg。
3. 工作空间:制造商给定的工作空间是机器人在没有任何终端操纵器
的情况下可达到的最大空间,该空间由图形表示。
安装焊炬(或焊钳)
后,应特别注意焊炬的姿势。
实际可焊接空间将比制造商提供的空间小一层。
01焊接机器人概述Chapter定义与发展历程定义发展历程焊接机器人分类及特点分类特点市场需求与行业应用市场需求行业应用02焊接机器人结构与工作原理Chapter机械臂构成运动控制方式传动系统030201机械臂结构与运动控制01020304检测机械臂各关节的位置和角度,为控制系统提供实时反馈。
位置传感器监测机械臂的运动速度,确保焊接过程中的稳定性和一致性。
速度传感器检测焊接过程中的力变化,实现恒力控制或自适应调整焊接参数。
力传感器监测焊接区域的温度变化,防止过热或温度不足对焊接质量的影响。
温度传感器传感器类型及作用控制系统组成与功能控制器人机交互界面通讯模块软件系统03焊接机器人操作方法与技巧Chapter操作界面介绍及使用说明主界面功能概述包括文件管理、系统设置、焊接参数设置等。
界面布局与图标识别详细解释各功能区域及图标含义,方便用户快速上手。
操作步骤演示通过图文结合的方式,展示从开机到焊接完成的整个操作流程。
编程方法与技巧分享编程语言介绍编程实例解析高级编程技巧探讨安全防护措施及注意事项安全操作规程安全防护装置介绍强调在操作焊接机器人时必须遵守的安全规程和注意事项。
应急处理措施04焊接机器人应用案例分析Chapter零部件生产在汽车零部件生产过程中,焊接机器人可实现自动化生产,降低人工成本和废品率。
车身焊接焊接机器人可高效、精准地完成车身各部件的焊接任务,提高生产效率和产品质量。
柔性生产线焊接机器人可与传送带、夹具等自动化设备配合使用,构建柔性生产线,适应多品种、小批量生产需求。
汽车制造行业应用案例航空航天领域应用案例飞机机身焊接01发动机部件焊接02航空航天材料焊接03其他行业应用案例轨道交通在轨道交通车辆制造过程中,焊接机器人可应用于车厢、车架等部件的焊接。
船舶制造焊接机器人可应用于船舶大型结构件的焊接,提高生产效率和焊接质量。
石油化工在石油化工领域,焊接机器人可实现对管道、阀门等设备的自动化焊接,降低人工成本和安全隐患。
焊接机器人焊接机器人定义焊接机器人是指具有三个或三个以上可自由编程的轴,并能将焊接工具按要求送到预定空间位置,按要求轨迹及速度移动焊接工具的机器。
包括弧焊机器人、激光焊接机器人、点焊机器人等。
焊接机器人的组成焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。
机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。
而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。
对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。
图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。
接机器人生产线焊接机器人生产线比较简单的是把多台工作站(单元)用工件输送线连接起来组成一条生产线。
这种生产线仍然保持单站的特点,即每个站只能用选定的工件夹具及焊接机器人的程序来焊接预定的工件,在更改夹具及程序之前的一段时间内,这条线是不能焊其他工件的。
另一种是焊接柔性生产线(FMS-W)。
柔性线也是由多个站组成,不同的是被焊工件都装卡在统一形式的托盘上,而托盘可以与线上任何一个站的变位机相配合并被自动卡紧。
焊接机器人系统首先对托盘的编号或工件进行识别,自动调出焊接这种工件的程序进行焊接。
这样每一个站无需作任何调整就可以焊接不同的工件。
焊接柔性线一般有一个轨道子母车,子母车可以自动将点固好的工件从存放工位取出,再送到有空位的焊接机器人工作站的变位机上。
也可以从工作站上把焊好的工件取下,送到成品件流出位置。
整个柔性焊接生产线由一台调度计算机控制。
因此,只要白天装配好足够多的工件,并放到存放工位上,夜间就可以实现无人或少人生产了。
工厂选用哪种自动化焊接生产形式,必须根据工厂的实际情况及素要而定。
焊接专机适合批量大,改型慢的产品,而且工件的焊缝数量较少、较长,形状规矩(直线、圆形)的情况;焊接机器人系统一般适合中、小批量生产,被焊工件的焊缝可以短而多,形状较复杂。
柔性焊接线特别适合产品品种多,每批数量又很少的情况,目前国外企业正在大力推广无(少)库存,按订单生产(JIT)的管理方式,在这种情况下采用柔性焊接线是比较合适的。
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2.OTC 焊接机器人及其应用1 焊接机器人焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。
根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。
为了适应不同的用途,机器人最后一个轴的机械接口,通常是一个连接法兰,可接装不同工具或称末端执行器。
焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的,使之能进行焊接,切割或热喷涂。
1.1 焊接机器人的组成焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。
机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。
而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。
对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。
1.2 焊接用机器人的主要结构形式及性能世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节式机器人,绝大部分有6个轴。
其中,1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置,而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。
焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式:一种为平行四边形结构,一种为侧置式(摆式)结构,a、b所示。
侧置式(摆式)结构的主要优点是上、下臂的活动范围大,使机器人的工作空间几乎能达一个球体。
因此,这种机器人可倒挂在机架上工作,以节省占地面积,方便地面物件的流动。
但是这种侧置式机器人,2、3轴为悬臂结构,降低机器人的刚度,一般适用于负载较小的机器人,用于电弧焊、切割或喷涂。
平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。
拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。
故而得名。
早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小(局限于机器人的前部),难以倒挂工作。
但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人,已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部,又没有测置式机器人的刚度问题,从而得到普遍的重视。
这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。
近年来点焊用机器人(负载100~150kg)大多选用平行四边形结构形式的机器人。
上述两种机器人各个轴都是作回转运动,故采用伺取电机通过摆线针轮(RV)减速器(1~3轴)及谐波减速器(1~6轴)驱动。
在80年代中期以前,对于电驱动的机器人都是用直流伺服电机,而80年代后期以来,各国先后改用交流伺服电机。
由于交流电机没有碳刷,动特性好,使新型机器人不仅事故率低,而且免维修时间大为增长,加(减)速度也快。
一些负载16kg以下的新的轻型机器人其工具中心点(TCP)的最高运动速度可达3m/s以上,定位准确,振动小。
同时,机器人的控制柜也改用32位的微机和新的算法,使之具有自行优化路径的功能,运行轨迹更加贴近示教的轨迹,所示。
1.3 点焊机器人的特点(1)点焊机器人的基本功能点焊对所用的机器人的要求是不很高的。
因为点焊只需点位控制,至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求。
这也是机器人最早只能用于点焊的原因。
点焊用机器人不仅要有足够的负载能力,而且在点与点之间移位时速度要快捷,动作要平稳,定位要准确,以减少移位的时间,提高工作效率。
点焊机器人需要有多大的负载能力,取决于所用的焊钳形式。
对于用与变压器分离的焊钳,30~45kg负载的机器人就足够了。
但是,这种焊钳一方面由于二次电缆线长,电能损耗大,也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接;另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动,电缆的损坏较快。
因此,目前逐渐增多采用一体式焊钳。
这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。
考虑到机器人要有足够的负载能力,能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接,一般都选用100~150kg负载的重型机器人。
为了适应连续点焊时焊钳短距离快速移位的要求。
新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。
这对电机的性能,微机的运算速度和算法都提出更高的要求。
(2)点焊机器人的焊接装备点焊机器人的焊接装备,由于采用了一体化焊钳,焊接变压器装在焊钳后面,所以变压器必须尽量小型化。
对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流,而对于容量较大的变压器,已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600~700Hz交流,使变压器的体积减少、减轻。
变压后可以直接用600~700Hz交流电焊接,也可以再进行二次整流,用直流电焊接。
焊接参数由定时器调节,参见b。
新型定时器已经微机化,因此机器人控制柜可以直接控制定时器,无需另配接口。
点焊机器人的焊钳,通常用气动的焊钳,气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。
而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。
近年来出现一种新的电伺服点焊钳,所示。
焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动,码盘反馈,使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。
而且电极间的压紧力也可以无级调节。
这种新的电伺服点焊钳具有如下优点:1)每个焊点的焊接周期可大幅度降低,因为焊钳的张开程度是由机器人精确控制的,机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合;而焊完一点后,焊钳一边张开,机器人就可以一边位移,不必等机器人到位后焊钳才闭会或焊钳完全张开后机器人再移动;2)焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整,只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度,以节省焊钳开度,以节省焊钳开合所占的时间。
3)焊钳闭合加压时,不仅压力大小可以调节,而且在闭合时两电极是轻轻闭合,减少撞击变形和噪声。
1.4 弧焊机器人的特点(1)弧焊用机器人的基本功能弧焊过程比点焊过程要复杂得多,工具中心点(TCP),也就是焊丝端头的运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。
所以,弧焊用机器人除了前面所述的一般功能外,还必须具备一些适合弧焊要求的功能。
虽然从理论上讲,有5个轴的机器人就可以用于电弧焊,但是对复杂形状的焊缝,用5个轴的机器人会有困难。
因此,除非焊缝比较简单,否则应尽量选用6轴机器人。
弧焊机器人除前面提及的在作“之”字形拐角焊或小直径圆焊缝焊接时,其轨迹应能贴近示教的轨迹之外,还应具备不同摆动样式的软件功能,供编程时选用,以便作摆动焊,而且摆动在每一周期中的停顿点处,机器人也应自动停止向前运动,以满足工艺要求。
此外,还应有接触寻位、自动寻找焊缝起点位置、电弧跟踪及自动再引弧功能等。
(2)弧焊机器人用的焊接设备弧焊机器人多采用气体保护焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。
由于机器人控制柜采用数字控制,而焊接电源多为模拟控制,所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。
近年来,国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备,这些焊接设备内已经播人相应的接口板、所以在a中的弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。
应该指出,在弧焊机器人工作周期中电弧时间所占的比例较大,因此在选择焊接电源时,一般应按持续率100%来确定电源的容量。
送丝机构可以装在机器人的上臂上,也可以放在机器人之外,前者焊枪到送丝机之间的软管较短,有利于保持送丝的稳定性,而后者软管校长,当机器人把焊枪送到某些位置,使软管处于多弯曲状态,会严重影响送丝的质量。
所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。