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弧焊机器人工作站系统设计

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基于RobotStudio的工业机器人焊接工作站仿真设计

基于RobotStudio的工业机器人焊接工作站仿真设计

基于RobotStudio的工业机器人焊接工作站仿真设计作者：***来源：《现代信息科技》2020年第23期摘要：文章以真实生产线上的工业机器人焊接工作站为研究对象，利用三维软件UG和ABB机器人公司RobotStudio软件的图形化编程方法，设计工业机器人焊接工作站并进行路径仿真，将工件的三维模型曲线自动转化成为工业机器人的焊接轨迹，设计工业机器人运动路径与仿真。

该仿真可为真实的工业机器人焊接工作站设计和路径设计提供理论依据，能够有效提高设计效率。

关键词：RobotStudio;工业机器人;焊接工作站中图分类号：TP242.2 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）23-0118-04Simulation Design of Industrial Robot Welding Workstation Based on RobotStudioZHENG Minghui1，2（1.College of Mechanical Engineering，Shandong Huayu University of Technology，Dezhou 253034，China;2.Dezhou Municipal Key Laboratory of Industrial Robot Control，Dezhou 253034，China）Abstract：This pager takes the industrial robot welding workstation on the real production line as the research object，using the graphic programming method of the three-dimensional software UG and the RobotStudio software from ABB Robots company，the industrial robot welding workstation is designed and the path simulation is carried out. The three-dimensional model curve of workpiece is automatically transformed into the welding trajectory of industrial robot，and the motion path and simulation of industrial robot are designed. The simulation can provide a theoretical basis for the design of the real indus trial robot welding workstation and its’path design，and can effectively improve the design efficiency.Keywords：RobotStudio;industrial robot;welding workstation0 引言工業自动化在企业生产中要求高效率，以此降低生产成本。

六自由度弧焊机器人毕业设计论文设计

六自由度弧焊机器人毕业设计论文设计

word摘要机器人是一种集机械、电子、传感技术、控制技术等多种现代技术于一体的机电一体化产品。

进入80年代，随着自动化生产流水线以与柔性生产系统〔FMS〕和柔性自动化〔FA〕在工业生产中的大量应用，机器人发挥着越来越重要的作用。

机器人的特点是能在自动控制下通过编程完成目标操作或移动作业；机器人的构造和性能表现了人和机器各自的优点，特别是表现了人的智能和适应性以与机器的作业准确性和在各种环境中完成作业的能力。

综观机器人开展的历史和高新技术的开展趋势，可以断言，机器人必将成为现代化工业开展中不可缺少的必备工具。

本文设计了一种关节式机器人，具有六个自由度，其中手腕关节具有三个自由度，其它的关节各具有一个自由度，各个关节采用电机驱动。

本设计主要介绍关于机器人的一些根本常识和原理，包括机器人的组成、分类和主要技术性能参数并参考通用型机器人的结构，进展六自由度弧焊机器人的结构设计和其计算机控制系统的设计。

本设计从实际情况出发，对机器人的机构可行方案进展了充分论证，用Pro/Engineer 和AutoCAD 等软件设计出了机器人本体结构。

关键词: 六自由度；弧焊机器人；控制系统ABSTRACTThe robot is the mechanical-electrical production which is posed of the technique of mechanical、electrical、sensor、control. ing the 80 age, with the application of the automatic manufacture pipelining、flexible manufacture system and flexible automation, the robot will exert the profound influence on this. A characteristic of the robot is its ability to plete object manipulation or moving task through programming under the auto-control. The constitution and performance of the robot embody each quality of the man and r obot, especially the man’s intelligence and applicability as well as the veracity of the robot’s task and the ability of pleting task under each environment.A joint type robot was designed in this paper．It hadsix degrees of freedom．The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom．The painting robot’s joints were driven by motors．This scheme introduced some basic information and theory of the robots. It is included that the position of the robot, the group of the robot, and the main capability of technology. It consulted the structure of the mon robot to design the structure and puter control system of six degrees of freedom robot.After demonstrating the feasibility of robot mechanics, the article have designed the ro bot’s entity structure with Pro/engineer and AutoCAD and otherwise software from the matter of fact.KEYWORDS：Six degrees of freedom；Arc welding robot；Control system目录摘要错误!未定义书签。

工业机器人点焊工作站的系统设计

工业机器人点焊工作站的系统设计
4) 三相电源输入，三相负载平衡，功率因数高，输入功率减少，节能效果 好。 由于逆变式电阻焊接控制装置的优越性能，在用普通工频焊机焊接难度加大甚 至焊接质量无法保证的场合，如焊接铝合金、钛合金、镁合金等导热性好的金 属焊接，异种金属材料焊接，高强度钢板焊接，多层板、厚钢板焊接中独具优 势。
《工业机器人工作站系统集成》
《工业机器人工作站系统集成》
常州机电
知识准备
二、电阻焊接控制装置IWC5-10136C IWC5-10136C电阻焊接控制装置为逆变式焊接电源，采用微电脑控制，具备高性 能和高稳定性的特点，可以按照指定的直流电流进行定电流控制，具有步增机 能以及各种监控及异常检测机能。 1．IWC5焊接电源的技术参数
《工业机器人工作站系统集成》
常州机电
知识准备
2) 焊接变压器小型化 焊接变压器的铁芯截面积与输入交流频率成反比， 故中频输入可减小变压器铁芯截面积，减小了变压器的体积和重量。尤其适合 点焊机器人的配套需要，焊机轻量化，减小机器人的驱动功率，提高性价比。
3) 电流控制相应速度提高 1kHz左右频率电流控制响应速度为1ms，比工频 电阻焊机响应速度提高20倍，从而可以方便地实现焊接电流实时控制，形成多 种焊接电流波形，适合各种焊接工艺需要，飞溅减少，电极寿命提高，焊点质 量稳定。
表3-10 IWC5-10136C电阻焊接控制装置技术参数
额定电压及周波数
额定电压 焊接电源周波、415V、440V、480V±15% 50Hz/60Hz（自动切换） 在控制器内部从焊接电源引出 约80VA（无动作时） 强制式空气冷却
冷却条件
IGBT 单元
《工业机器人工作站系统集成》
常州机电
知识准备
2) 恒定热量控制 在点焊中，随着焊点数的增加，电极顶端的直径就会增大 ，以及电极的氧化，导致电极间的电压下降。通过恒定热量控制，使焊接电流 随着电极的损耗而逐步加大，保证两者乘积也就是功率的值不变。 恒定热量控制与定电流控制相比，其优点是发生的飞溅比较少。但是恒定热量 控制方式无法像定电流控制方式一样直接设定焊接电流，因此使用比较麻烦。 6．IWC5焊接电源系统连接 (1) IWC5焊接电源的配线 IWC5焊接电源的配线如图3-25所示。

机器人自动焊接工作站设计

机器人自动焊接工作站设计

机器人自动焊接工作站设计作者：沈祥贾秋琳来源：《科学与财富》2020年第14期摘要：依托公司的重磅板机器人焊接工作站项目，从整个工作站的方案布局、各个设备选型、电气控制设计等方面介绍了整个机器人焊接工作站，并且分析了各个设备选型的依据，还介绍了部分设备主要技术参数。

最后，通过重磅板产品进行了焊接工作站论证，此工作站的设计满足生产要求。

关键词：重磅板;机器人焊接;设备选型;工作站布局0 引言在“中国制造2025”战略指引下，上海振华重工着力打造高端制造产品，积极推动智能制造转型升级。

工业机器人作为各大企业推动智能制造应用的主抓手，必然会给各个行业采用机器人带来发展，极大地推动生产自动化向前发展。

重磅板作为公司轨道吊组成构件，重磅板作为公司产品构件的连接件都是采用人工焊接，由于人为因素常出现焊接质量不稳定、生产效率低下等不利因素，并且对劳动人员的身体影响极大，这些都是限制公司产品快速发展;因此，重磅板机器人自动化焊接是公司发展的需要，也是进行自动化焊接制造重要手段。

本文是依据已经投入公司生产运行的重磅板机器人焊接工作站作为研究对象，简要分析了整个机器人焊接工作站的设计与集成。

1 重磅板机器人焊接工作站的组成及布局弧焊机器人焊接工作站的布局是根据产品的需求来设计的，机器人弧焊系统主要是由机器人、焊机、焊枪和电气控制等设备组成。

对于重磅板弧焊机器人自动焊接工作站，设备主要是由发那科机器人、林肯焊机、焊枪、激光系统、简易的焊接工装以及电气控制柜等设备组成。

2 设备的选型2.1 机器人选型重磅板机器人焊接工作站选择的机器人型号为FANUC M-10iA，控制柜型号为R30iB，机器人具体的参数如表1所示。

机器人手臂可以覆盖的范围为1.4米。

此机器人属于中空结构手腕，电缆内置，第6轴手腕端部可承受的重量为20Kg。

机器人通过采用高刚性手臂和先进的伺服技术，提高了机器人各个运动轴的加速度性能，缩短了动作时间，从而实现了高的生产率。

工业机器人技术基础课件8.2 工业机器人焊接工作站系统

工业机器人技术基础课件8.2 工业机器人焊接工作站系统

8.2 工业机器人焊接工作站系统
8.2.4弧焊工作站常见的故障
机器人弧焊工作站常见的故障有以下几种： 1. 硬件故障 2. 软故障 3. 编程和操作错误引起的故障 在使用焊接机器人时，不仅要操作要正确，而且要对使用的机器人做好 日常保养维护工作，这样才能确保机器人的生产效率，保证焊接质量，延 长机器人的使用寿命。
8.2 工业机器人焊接工作站系统
8.2.2 弧焊工作站组成
8．焊枪清理装置 工业机器人焊枪经过焊接后，内壁会积累大量的焊渣，影响焊接质量， 因此需要使用焊枪清理装置定期清除；焊丝过短、过长或焊丝端头成球型 形状，也可以通过焊枪清理装置进行处理。 焊枪清理装置主要包括剪丝、沾油、清渣以及喷嘴外表面的打磨装置。 剪丝装置主要用于用焊丝进行起始点检出的场合，以保证焊丝的伸出长度 一定，提高检出的精度；沾油是为了是喷嘴表面的飞溅易于清理；清渣是 清除喷嘴内表面的飞溅，以保证气体的畅通；喷嘴外表面的打磨装置主要 是清除外表面的飞溅。
8.2 工业机器人焊接工作站系统
8.2.3弧焊工作站工作过程
2．生产准备 1) 选择要焊接的产品； 2) 将产品安装在焊接台上；
8.2 工业机器人焊接工作站系统
8.2.3弧焊工作站工作过程
3．开始生产 按下启动按钮，机器人开始按照预先编制的程序与设置的焊接参数进行 焊接作业。当机器人焊接完毕，回到作业原点后。更换母材，开始下一个 循环。
4．送丝机 送丝电机驱动主动轮旋转，为送丝提供动力，从动轮将焊丝压入送丝轮
上的送丝槽，增大焊丝与送丝轮的摩擦， 将焊丝修整平直，平稳送出，使进 入焊枪的焊丝在焊接过程中不会出 现卡丝现象。
图8-7 送丝机、焊枪及电源模块
8.2 工业机器人焊接工作站系统

焊接机器人工作站方案设计

焊接机器人工作站方案设计

焊接机器人工作站方案设计一、设计要求：1.提高生产效率：通过自动化的焊接过程，减少人工干预，提高焊接效率，提高生产线产能。

2.提高焊接质量：机器人焊接能够保持稳定的焊接参数，消除人为因素对焊接质量的影响，提高焊接工艺的稳定性和一致性。

3.减少人员劳动强度：将繁重、危险的焊接工作交给机器人完成，减少人员的劳动强度，提高工作安全性。

4.提高工作环境：减少焊接过程中产生的噪音、烟尘和废气等有害物质对工作环境和员工健康的影响，提高工作环境的舒适度。

二、机器人选择：根据焊接工艺的需要，可以选择适合的焊接机器人类型，如MIG/MAG焊接机器人、TIG焊接机器人等。

选择时要考虑机器人的焊接能力、灵活性、质量稳定性和维护成本等因素，并与具体的工作站设计需求相匹配。

三、工作站布局：1.工作台设计：根据工件的大小和形状，设计工作台的尺寸和结构，以便机器人可以方便地对焊接位置进行定位和操作。

2.焊接设备布置：安装焊接机器人和辅助设备，如焊枪、焊接电源等，合理利用空间，确保设备之间有足够的间距和通道，方便维护和操作。

3.安全设施设置：设置安全围栏、安全门、光栅等安全设施，确保机器人工作时的安全性，防止人员误入危险区域。

四、安全性：1.安全保护装置：在机器人周围设置安全保护装置，如防护罩、安全围栏和光栅等，防止机器人误伤人员或受到外部干扰。

2.紧急停止按钮：设置紧急停止按钮，以便在紧急情况下能够迅速停止机器人运动，保护人员和设备的安全。

3.安全教育培训：对相关人员进行安全教育培训，使其熟悉机器人操作规程、事故预防和紧急情况处理，提高安全意识。

综上所述，焊接机器人工作站的方案设计应综合考虑工作站的需求和机器人的选择，合理布局工作站，确保安全性。

随着科技的不断发展，焊接机器人工作站在工业生产中的应用将会越来越广泛，为提高生产效率、质量和安全性做出更大的贡献。

焊接机器人工作站方案

焊接机器人工作站方案

焊接机器人工作站方案
焊接机器人工作站是现代制造业中常用的自动化设备，能够提高生产
效率、降低劳动强度，保证焊接质量。

在设计焊接机器人工作站时，需要
考虑人机安全、操作便利、适应性强等因素。

本文将介绍一个完整的焊接
机器人工作站方案。

1.工作站布局：
2.人机安全：
3.操作便利：
4.适应性强：
焊接机器人工作站的适应性要求能够适应不同类型的焊接任务和工件。

为了实现这一点，可以采用可编程控制系统，可以根据不同的焊接要求自
动调整焊接参数和焊接路径。

此外，还可以设置传感器和视觉系统，实时
监测焊接过程中的温度、焊缝位置等信息，及时调整机器人的动作，确保
焊接质量。

另外，还可以考虑将焊接机器人与其他自动化设备相连接，形
成生产线，提高整体生产效率。

总之，焊接机器人工作站方案需要考虑人机安全、操作便利、适应性
强等因素。

只有在满足这些要求下，才能实现高效、稳定、安全的焊接操作。

当然，具体的方案还需要根据实际生产需求和工作环境进行详细的设
计和调试。

塞拉门弧焊机器人柔性工作站夹具与变位机设计

塞拉门弧焊机器人柔性工作站夹具与变位机设计
的 目 的
由此可产 生显著 的社会效 益 和经济效 益 。 在从 事塞拉 门铝镁 硅合金 框架 弧焊机 器人柔 性 工
作 站 的研 发过程 中 ，夹 具 与变位机 在弧焊 机器人 工作 站中发挥 着重要 作用 ，很 多机 器人柔 性工作 站设 计 的 成 败均取 决于此 。
焊接机 器人柔性 工作站总体 平面简 图如 图１ 所
城 市地 铁 、高 速列车 的迅猛 发展使 得塞 拉 门需 求
焊 接 方 法 ：ＴＧ焊 或 ＭＩ ；焊缝 拼 条 ：５ ８ Ｉ Ｇ焊 ～ 条／
门 ；焊 缝 形式 ：角接 或对 接 焊缝 ；焊缝 条 数 ：５ ～ ５ Ｏ ８ 条／面 ・ ） （ 门 ；焊 缝平 均长度 ：ｌ ～ ０ｍｍ。 ０ ４
图２ 示 的焊 接夹 具 布 置 图 中 。考 虑 到 ｌ 多 种规 所 Ｏ
格 门框 的尺寸 结构差 异 。外 围的夹具 相对 于工作 台安
装轴 心 线呈 对 称结 构 分布 。内部 的２ 夹具 分 布 于轴 个
中 的应 用 。焊接 生 产 的柔 性 化 越 来越 引起 人 们 的重
线两 侧 。但 不完 全对 称 。
器 人 自动 焊接 、人工 下料 ３ 工 序 ，从 而 实 现上 下料 个
级换代 的关键 。
同类 产 品国外造价 过高 ，研 发铝镁 硅 弧焊机 器人 柔 性工 作站 可使 国产塞 拉 门产 品逐步 走 入 国 内市 场 ，
与 焊 接 时 间 的 重 叠 ，达 到既 经 济 可 行 ，又保 质高 效
维普资讯
Ｗｅ ｉｇ ｅ ｈ ｏ ｇ ｏ． ｏ１ Ｆ ｂ ２ ０ ｌ ｎ ｃ ｎｌ ｙ Ｖ １ ７ Ｎ ． ｅ ． ０ ８ ｄ Ｔ ｏ ３
・ 焊接 设 备 与 材 料 ・ ３ １

机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容

机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容

机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容选题理由：随着技术的发展和人们对生产的要求，越来越多的工厂将焊接过程自动化，机器人焊接工作站将成为未来工业生产中必不可少的设备。

相比传统的焊接工艺，机器人焊接具有更高的精度、更低的耗能和更优良的焊接效果，是当今各种工业生产中不可或缺的一种新型设备。

本次选题，我们将研究机器人焊接工作站的设计与仿真，具体内容如下：一、机器人焊接工作站的设计：1.焊接机器人的类型选择：根据焊接工作的具体条件，选择合适的机器人，考虑其精度、运动能力及安全性等因素，确定最佳的设计方案；2.焊接机器人的结构设计：设计合理的机器人结构，避免变形，保证机器人焊接时能够达到预期的效果；3.焊接机器人的控制系统设计：定义机器人的动作模式，设计合理的控制系统，使机器人能够实现意图控制；4.焊接机器人的安全性设计：分析可能出现的危险因素，设计安全保护措施，以避免出现意外意外。

二、机器人焊接工作站的仿真：1.建立机器人的动力学模型：基于机器人结构和控制系统的设计，利用动力学原理构建机器人的动力学模型；2.建立机器人的仿真模型：利用虚拟仿真技术，利用机器人的动力学模型构建机器人的仿真模型；3.进行机器人焊接仿真：针对不同的焊接工况，进行机器人焊接仿真，对比实验，调试机器人的控制参数，调整机器人结构以及安全措施等；4.进行机器人可靠性仿真：利用虚拟仿真技术，利用机器人的动力学模型，考虑不同的外部环境条件，进行可靠性仿真，确定机器人的安全和可靠性。

以上就是机器人焊接工作站的设计与仿真选题理由及主要内容。

本选题的目的是在利用虚拟仿真技术研究机器人焊接工作站的可行性，进而确保机器人焊接工作站的安全性、精准性和可靠性。

焊接机器人的运动控制系统设计与实现

焊接机器人的运动控制系统设计与实现

焊接机器人的运动控制系统设计与实现随着现代工业的发展，焊接机器人的应用越来越广泛，成为工业自动化生产的重要组成部分。

焊接机器人的运动控制系统设计和实现是焊接机器人技术的核心，影响着焊接机器人的性能和使用效果。

本文将从焊接机器人的运动控制系统设计和实现这一重要方面，进行详细的阐述。

一、焊接机器人的运动控制系统概述焊接机器人通常由机械手臂、控制器和焊接装置等组成。

其运动控制系统主要包括位置控制、速度控制和力控制三大部分。

其中，位置控制是指控制机器人末端执行器的位置；速度控制是指控制机器人末端执行器的速度；力控制是指控制机器人末端执行器施加在工件上的力。

焊接机器人的运动控制系统设计和实现是通过控制器来完成的。

控制器负责解决机器人的运动路径规划、运动轨迹控制以及运动过程中出现的干扰问题等。

在运动控制系统中，还需要根据焊接需求来设计相应的控制策略，以保证焊接质量，提高焊接效率。

二、焊接机器人的运动控制系统设计方案在焊接机器人的运动控制系统设计中，需要考虑以下几个方面：1. 焊接机器人的末端执行器设计末端执行器是指连接焊接机器人末端的操作工具，通常由焊钳或焊枪等组成。

末端执行器的设计需要考虑焊接工件的形状、尺寸及重量等因素，并进行适当的优化以提高焊接效果和质量。

通常，末端执行器的设计需要与焊接机器人的运动系统、力控制系统紧密结合，以确保末端执行器能够稳定、精准地对焊接工件进行焊接。

2. 焊接机器人的运动系统设计焊接机器人的运动系统是指焊接机器人的机械手臂及其各类传动装置。

运动系统的设计需要考虑机械器件的刚度、精度及稳定性等因素，以确保机器人能够准确地运动到预定位置，并能够稳定地进行焊接操作。

3. 焊接机器人的控制器设计控制器是焊接机器人运动控制系统的核心，负责焊接机器人的运动控制和装置状态的监测。

焊接机器人的控制器需要根据焊接工艺的需求来设计相应的控制算法，并采用先进的控制器硬件平台来保证焊接机器人的稳定性和可靠性。

焊接机器人设计范文

焊接机器人设计范文

焊接机器人设计范文一、设计原则1.结构简单：焊接机器人的结构应设置简单，方便维护和更换使用零部件。

2.稳定性好：焊接机器人应具有良好的稳定性，以确保焊接质量的稳定性和一致性。

3.精确度高：焊接机器人应具有较高的定位精度和重现精度，以确保焊接接头的精确度和质量。

4.操作简便：焊接机器人的操作应简便易学，具有用户友好的界面和操作方式。

二、机械结构设计1.机器人臂：机器人臂应具备足够的稳定性和承载能力，能够实现复杂的运动轨迹。

2.工作台：焊接机器人的工作台应具备足够的稳定性和调节能力，以适应不同焊接工件的需求。

3.末端执行器：末端执行器是焊接机器人的关键部分，应具备良好的灵活性和精确度，以实现焊接过程中的精确控制。

三、电气系统设计1.电源系统：焊接机器人的电源系统应具备稳定的电压输出和较大的电流输出能力，以满足焊接电流的需要。

2.电气控制柜：焊接机器人的电气控制柜应具备良好的散热性能和防尘、防潮等功能，确保电气设备的安全和可靠运行。

3.传感器：焊接机器人应配备合适的传感器，以实时检测焊接过程中的参数和数据，并作出相应的调整和控制。

四、控制系统设计1.控制器：焊接机器人的控制器应具备强大的计算和控制能力，能够实现复杂的运动轨迹控制和焊接参数调整。

2.编程方式：焊接机器人的编程方式应简便易学，可以使用图形化界面或者编程语言进行编程，以满足不同用户的需求。

3.通信接口：焊接机器人应具备与其他设备进行数据传输和通信的接口，以实现与生产线的无缝链接。

总结：焊接机器人设计要考虑结构的简单性、稳定性、精确度和操作的简便性。

机械结构要具备稳定性和承载能力，并配备良好的末端执行器。

电气系统要有稳定的电源和敏感的传感器。

控制系统要具备强大的控制能力和编程方式，能够与其他设备进行通信。

通过以上设计原则和细致的设计，可以使焊接机器人实现高效、精确和稳定的自动化焊接。

机器人工作站电气系统设计方法

机器人工作站电气系统设计方法

机器人工作站电气系统设计方法机器人工作站的电气系统设计是确保机器人能够安全、稳定地运行的重要环节。

以下是关于机器人工作站电气系统设计方法的50条详细描述：1. 确定电气系统的功率需求，并根据机器人及相关设备的工作特性进行合理的功率分配。

2. 分析机器人工作站的布局和结构，确定电气系统的布线方案，确保各个部分之间的电气连接通畅、安全。

3. 设计符合安全标准的电气系统，包括过载保护、短路保护、漏电保护等，确保机器人工作站在各种情况下都能够安全运行。

4. 根据机器人执行的工作任务，合理设计电气控制系统，包括传感器、执行器、控制器等部分，以确保机器人能够准确、高效地完成任务。

5. 选择合适的电气元器件，包括继电器、接触器、断路器、开关等，确保其质量可靠、性能稳定。

6. 考虑机器人工作站的环境条件，选择防水、防尘、耐高温等特性的电气元器件，以确保电气系统能够适应复杂的工作环境。

7. 根据机器人工作站的工作特点，合理设计电气线路的布置，减少线路长度，提高电气传输效率。

8. 考虑电气系统的维护和维修，设计易于维护的电气连接和布线方式，以便于日常的检修和维护工作。

9. 结合机器人的运动轨迹和工作范围，设计合理的电源布局，确保机器人在工作时能够持续获得稳定的电源供应。

10. 根据机器人工作站的工作模式，设计智能化的电气控制系统，提高机器人的自动化程度和工作效率。

11. 重视电气系统的接地设计，确保接地电阻小，接地可靠，以提高电气系统的安全性。

12. 采用合理的线缆选材和敷设方式，减少线缆的电磁干扰，提高电气系统的稳定性和可靠性。

13. 考虑电气系统的扩展性，设计留有充足的电气接口和扩展空间，以便于今后机器人工作站的升级和改造。

14. 根据机器人工作站的实际用电需求，设计合理的配电系统，包括主配电柜、分配电箱等，确保各个设备能够稳定供电。

15. 考虑电气系统的节能性，采用节能型电气元器件和控制策略，以降低机器人工作站的能耗。

弧焊工作站控制原理与硬件组成

弧焊工作站控制原理与硬件组成
Safety system (fence, raster,
automatic door, door lock, etc.)
弧焊机器人硬件构成图 Hardware Composition Diagram of Arc Welding Robot
保护气体
1. 机器人Robot 2. 焊机 + 送丝机Welder + wire feeder 3. 焊枪 + 清枪装置Welding
松下焊机YD-350GL4
焊接参数设置
送丝机 wire feeder
送丝轮的选择根据焊丝直径大小来确定 如焊丝直径是1.2mm，标有送丝轮的1.2的 值装在外面。
The selection of wire feeding wheels is determined based on the diameter of the welding wire.If the diameter of the welding wire is 1.2mm, it is marked with the wire feeding wheel of 1.2The value is installed outside.
extension length; Spray anti splashing agent onto the welding
喷油处
剪丝处
清枪处
gun head.
清枪装置图
THE END
工业机器人本体图形
电焊机 electric welding machine
为焊接提供能量的设备。根据所使用的焊丝材料、搭接板材、成 本价格、工艺质量确定焊机品牌型号。对于所使用的焊机品牌型 号需知适用输入电源、焊丝材料、输出电流范围（、控制方式） 以及通讯方式等参数信息。在焊接过程中根据收到来自弧焊机器 人的参数信息以及焊机试教面板设置的参数信息对焊接过程的电 压、电流、送丝速度、保护气流量等进行控制 Equipment that provides energy for welding. The brand type of the welder is determined according to the welding wire material used, overlapping plate, cost price and process quality. For the branded type of welder used, the parameters information such as input power source, welding wire material, output current range (, control mode) and communication mode should be known. During the welding process, the voltage, current, wire feeding speed, protection gas flow etc. during the welding process are controlled according to the parameter information received from the arc welding robot and the parameter information set by the welding machine test panel.

驾驶室弧焊机器人工作站设计和实施

驾驶室弧焊机器人工作站设计和实施

Ｎｉ ｅｉ ａ ｎＫ ｊ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｂ ｂｏ ｙ ｗ ｅｄ ｎ ｓ ｎ ｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ｎ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ，ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｎ ｒ ｌ ｂ ｅ ｉ ｒ ｕｔ ｎ ｏ ｌ ｉ ｇ ｔ ａ ｔＣａ ｄ ｌ ｉ ｇ ｉ ａ ｍｐ ｒａ ｔ ｍ ａ ｓ ｆ ｐ ｏ ｕ ｔ ｏ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ａ ｄ ｅｉ ｌ ｄ ｓ ｉ ｉ ｆ ｗｅ ｄ ｎ ａ ｔｂ ｏ
自动化与智能化 已成 为必然趋势。 目前 ，采用机器人焊 接已成为焊接自动化技术的主要标志。由于焊接机器人
具 有通 用 性 强 、工 作 可靠 的优 点 ， 受到 人 们越 来 越 多 的
部件 出部分采用点焊外 ，其余由机器人在工作站内采用 二氧化碳气体保护焊 （ 以下简称弧焊 ） 的方法完成纵梁
Ｃ ａ ｒ ｅ ｄｉ ｏｂｏｔＷ ｏｒ ｔ ｔｏｎ Ｄ ｅ ｉ ｎｄ ｍ ｐｌ ｍ ｅ ａ ｉ ｂ Ａ ｃ Ｗ ｌ ｎｇ Ｒ ｋｓ ａ ｉ ｓｇｎ Ａ Ｉ ｅ ｎｔ ｔｏｎ
Ｓ Ａ Ｎ Ｉ Ｅ Ｖ Ｕ ＹＡ Ｔ Ｍ Ｂ Ｌ Ｏ ＰＮ Ｍ Ｔ Ｄ Ｈ Ａ Ｘ Ｈ Ａ Ｙ Ｄ Ｔ Ｕ Ｏ Ｏ Ｉ Ｅ Ｃ Ｍ Ａ Ｙ ＬＩ Ｉ Ｅ
式 。电机 也 选 取较 特 殊 的 、转 动 惯量 小 的电机 ，便 于快 速 地 响应 扰 动 ，进行 刀 轴调 节 。 当所 需 剪 切 的板 材较 长
３ 结 束语
目前 ，在 带 材 的剪 切 加 工过 程 中 ，飞 剪 的 运 用越 来
时 ，是 启 一 一 的工 作 方式 。 当 所 需 剪 切 的板 材 较 短 越广 泛 。根 据 用 户 的要 求 ，设计 加 工 不 同材 质 带材 的 横 停 启
ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ， ｏ ｃ ｅ ｔ ｒ ａ ｅ ａｕｅｆ ｒｔ ｅ ｅ ｔ ｒ ｒｓ ． ｒ ｔｃｉ ｏ ｔ ｒ ａ ｅｇ ｅ ｔ ｒ ｌ ｏ ｎ ｅ ｐ ｅ ｖ ｈ ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｃ ｂ Ｌｏ ｇｉｕ ｎ ｌ ｄ ： ａ ｎ ｔ ｄｉ ａ ａ ； ｒ ｂｏ Ｂｅ ｍ ｏ ｔ ｗｏｒ ｔ ｔｏ ｋｓ ａ ｉ ｎ； ｗｅ ｄ ｎｇ ｌｉ
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弧焊机器人工作站系统设计摘要随着工业技术的提高，机器人被广泛应用于生产实践中，机器人与手工操作相比，有着明显的优势，广泛采用工业机器人不仅可提高产品的质量和产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用日益改变人类的生产生活。

其中，焊接机器人是应用最为广泛的机器人，全球将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。

本论文以六自由度弧焊机器人为背景，详细介绍了机器人工作站的配置，硬件选型，PLC控制系统的设计、机器人配套设施的建设、仿真软件的应用及在实际环境中的调试。

论文首先总结了前人的工作，对焊接机器人工作站的发展现状和前景进行了展望。

总结了中外弧焊机器人的生产发展情况，对国内的弧焊机器人工作站的优缺点进行了分析。

然后结合工厂实际情况和生产要求，结合目前先进的机器人技术和解决方案，规划了本次机器人工作站的设计模块，对机器人工作站的配置和组成提出了合理创新的设计，采用简单高效的方法完成了工厂的应用要求。

工作站包括两台日本安川机器人公司的MOTOMAN NX100机器人，该机器人采用了6轴运动，能够在空间上做大自由度的运动，一台机器人安装了弧焊焊枪，进行弧焊作业，另一台机器人安装了夹持设备，进行辅助作业，两台机器人协调工作，共同完成作业任务。

本文对工作站的各个组成部分给出合适的规划，保证了机器人工作站的实用高效性，使用双机器人的协调工作及外部轴的控制实现高复杂度的焊接，能够适应不同的工作环境，使工作站拥有良好的柔性化拓展空间。

对工作站系统进行设计时采用了先进的3D模拟仿真技术，能够直观模拟机器人在实际工作环境下的运动状态，观察机器人I/O信号在运行中的应用情况，对现场环境下工作站的系统运行作出充分的模拟演示，保障了机器人工作站的稳定和高效，为机器人工作站的现场搭置提供了精确的数据支持。

通过仿真软件的应用，设计人员脱离了完全靠示教编程的模式，能够更加安全地对机器人的运动进行部署。

通过仿真，大量的隐藏问题得以发现，并在机器人工作站实际部署前得到解决。

仿真是工作站建设的一个重要环节，也是以后工作站技术发展的一个方向。

由于仿真中使用的机器人程序也可以植入实际的机器人中，可以用仿真软件来编制机器人的运行程序，通过仿真软件编写双机器人及外部轴的协调程序，结合机器人I/O 通讯，检验实际运行的可靠性和稳定性。

系统编程包括机器人控制柜内部PLC和专业的外部PLC编程。

工业PLC由于采用光电耦合的方式传递信号，具有很强的信号防干扰能力，非常适合复杂的工厂环境应用。

本文通过对机器人内部的PLC程序进行设计优化，使其更符合实际需求，增加了三色灯的信号反馈、外部操作盒的控制、报警处理等多项功能，通过机器人的PLC管理，已经基本能够实现工作站的正常运行。

为了便于管理和维护，系统还包括外部工业PLC，通过设计PLC程序，使工作站更加人性化。

外部PLC结合液晶触摸屏，可以设计出专用的人机交互界面，通过丰富的界面功能设计，可以满足不同使用人员的需求。

比如，管理人员可以通过其管理界面了解机器人的产量、效率等生产信息，而维修人员能通过故障显示界面快速定位故障信息，大大简化和方便了系统维护。

系统采用欧姆龙公司的CJ1MCPU13小型工业PLC，利用该PLC与机器人内部PLC保持通讯，获取机器人的实时状态信息并显示在触摸屏上。

机器人内部PLC作为主控制器，控制工作站实际运行。

总之，本文对弧焊机器人工作站系统设计，通过采用双机器人协调工作方式，结合仿真编程技术，合理配置工作站及编写系统控制程序，设计出的工作站系统具有兼容性好，柔性程度高，功能丰富可扩展等的优点。

关键词：弧焊机器人，仿真模拟，协调控制Design for Welding Robot Workstation SystemABSTRACTWith the improvement of industrial technology, robots are widely used in production practice, compare with the robot and hand operation, the robot has obvious advantages, the widespread use of industrial robots can not only improve product quality and yield, but also to protect the personal safety, improve the working environment, reduce labor intensity and improve labor productivity, savings in raw materials consumption and lower production costs, It is of great significance. As computer network technologies, the extensive use of industrial robots, is changing the life of mankind. Among the kinds of robot, the most widely used robot is welding robot, nearly half the world's industrial robots used in various forms of welding process in the field.This paper use the welding robot with six degrees of freedom as the background, detailing the configuration of the robot workstation, hardware selection, PLC control system design, the construction of supporting facilities robot, simulation software applications and debugging the program in a real environment.This paper firstly summarized previous works on the development of welding robot workstation status and predicted the prospect. Summarized the production of arc welding robot in foreign and analyzed the development of the domestic arc welding robot workstation in China. Then combined with practical situations and production requirements, combined with the current advanced robotics technology and solutions, planned the modules of this arc welding robot workstation, make a innovative design of the configuration and composition of the robot workstation, and get a simple and efficient method to complete the plant's application requirements.The robot uses two Yaskawa's MOTOMAN NX100 robot, the robot uses six axis motion, so it can get a large freedom of movement space, one robot has installed a arc robotic welding torch, when its operating time it works through the welding power source, another robot installed a clamping device, the clamping device can clamp the work piece to move the space, then the two robots start works together.The project of various devices on the robot using appropriate planning, to ensure the practical efficiency of the robot workstation, using the two robots and a external axes of control to achieve high complexity of the welding, it able to adapt to a wide range of working environment so that the workstation has a good use of flexible. The welding robot has an external axis, the external axis can assist the work of arc welding robot, which welding some of the more complex structure of the work piece.The paper using advanced 3D simulation technology to simulate robot motion state equivalent under the running track, we can also using this technology to watch over the robot's various ports whether it is connected, adequate simulation test of the workstation and on-site environment had ensured the stability and efficient of the robot workstation, it also had provided accurate data support to the construction of the robot workstation. After the simulations of the software, the operator not only test the workstation by teaching programming, it proves great safety to develop the workstation. Through simulation, a large number of hidden problems can be found, and have be resolved before the deployment of the robot workstation, if the problem only be found after the completing of the workstation, it is very hard to rebuilt the workstation and the control program. Therefore, the simulation is a integrant step of the construction of the workstation, but also the direction of future technological development workstation.As the program used in the simulation can also be implanted into a robot, and therefore we can use the simulation software to combine the running program of a robot without warring of the compatibility of the program. Using the running program, we can verify whether the workstation works well using the two robots and the external-axis. If there is anything wrong, we can get the point by monitoring the robot I/O communication in the simulation software. Then we can test the feasibility of the actual workstation.We have used the internal PLC of the robot control box and a outside professional Siemens PLC. The PLC using an Optocoupler way to transmit signals, so the PLC has a strong immunity of signal interference. The environment of the factory is too complex, there are plenty of dust and electromagnetic interference. We cannot use a normal computer device to monitor and manage the robot workstation in a factory, the appearance of PLC has solved the problem of dust and electromagnetic interference and therefore widely used in industry of various factories.We have updated the internal PLC program in the robot control panel, make it able to meet the need of practical conditions required, we have also added the support of the three-color light and support of external control, also provide the alarm system support, the workstation can work basically through the management of the robot's internal PLC management. In order to facilitate the management and maintenance of the arc welding robot workstations, we also get a professional industrial PLC of Siemens. After designed of the control program of this PLC we get the workstation more humanization, and can more easily to manage and maintain the robot workstation. The professional PLC has a LCD touch screen, then we can design the user interface exclusively by using the relevant software to design, then we may change the machine interface rich by an excellent design. Combine with the user interface and the management interface can make the PLC be greatly used. So that regardless of the operator or manager can operate through a single interface in the PLC. In the work time, the operator perform the start or stop command through the user interface, when it is time to manage the work, administrator can get the output data and the efficiency by using the management interface, when the robot have something wrong ,the operator can quickly locate faults through the PLC display panel. If the failure is relatively large, the administrator can also get the detail port information, so that the maintenance personnel can quickly get the point from the various information about failures. Greatly simplified and facilitated the management. PLC programmable controller can be used to increase the adaptability of the robot workstation. itprogram and the PLC control program, and then the workstation can start a new job.The PLC we used is a small dedicated PLC of the Siemens, it have 8 input and 8 output, using the PLC's input and output to communicate with the internal PLC in the control panel, the PLC obtain the robot’s state by the communication, also use this to control the robot by the button on the PLC panel like start and stop. Because the robot's internal PLC has a rich port, in which control most of the workstation peripherals. As there are two robots, one robot can get four inputs and four outputs.In short, the project of this arc welding robot workstation system is using a two-robot coordination in operations, combined with a variety of simulation programming software, get a well arrangement of the workstation peripherals, the workstation system has good compatibility, flexibility , feature-rich, scalable, and other advantages.Key words:robot workstation, emulation, coordinated control目录摘要 ------------------------------------------------------------------------ 1 ABSTRACT--------------------------------------------------------------------- 3 目录 ---------------------------------------------------------------------- 6 第一章绪论------------------------------------------------------------------ 11.1 焊接工业机器人的发展和应用------------------------------------------- 11.1.1 焊接工业机器人在国外的发展和应用------------------------------- 11.1.2 焊接工业机器人在国内的发展和应用------------------------------- 21.2 焊接机器人开发的意义及发展方向--------------------------------------- 31.3 论文组织结构--------------------------------------------------------- 4 第二章弧焊机器人工作站系统总体方案设计-------------------------------------- 52.1 工作站任务与配置----------------------------------------------------- 52.3 机器人基本结构与控制原理--------------------------------------------- 62.4 外围设备介绍-------------------------------------------------------- 102.5 通讯与I/O ---------------------------------------------------------- 11 第三章工作站系统的仿真与离线编程------------------------------------------- 133.1 仿真技术的发展综述-------------------------------------------------- 133.2 仿真模型及空间关系的建立-------------------------------------------- 143.3 工作站仿真程序的建立------------------------------------------------ 15 第四章 PLC控制系统及编程--------------------------------------------------- 194.1 PLC的发展及应用---------------------------------------------------- 194.1.1 PLC的产生及发展---------------------------------------------- 194.1.2 PLC的基本结构和工作原理-------------------------------------- 194.1.3 PLC的编程语言------------------------------------------------ 204.2 机器人内部I/O ------------------------------------------------------ 214.3 控制软件编程实现---------------------------------------------------- 214.3.1 控制内容------------------------------------------------------ 214.3.2 人机界面设计-------------------------------------------------- 214.3.3 基本控制功能实现---------------------------------------------- 23 第五章结论----------------------------------------------------------------- 24 参考文献-------------------------------------------------------------------- 25 谢辞 ----------------------------------------------------------------------- 26第一章绪论据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即电阻点焊和电弧焊。