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焊接機器人的應用分析和編程技巧

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工業機器人由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成,是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化生產設備,特別適合于多品種變批量的柔性生產。它對穩定、提高產品質量,提高生產效率改善勞動條件和產品的快速更新換代起著十分重要的作用。

  自從20世紀60年代初,人類創造了第一臺工業機器人以后,工業機器人就顯示出它極大的生命力,在短短40多年的時間中,工業機器人技術得到了迅速的發展,工業機器人已在工業發達國家的生產中得到了廣泛的應用。目前,工業機器人已廣泛應用于汽車及汽車零部件制造業、機械加工行業、電子電氣行業、橡膠及塑料工業、食品工業、木材與家具制造業等領域中。在工業生產中,焊接機器人、裝配機器人、噴涂機器人及搬運機器人等工業機器人都已被大量采用。本文以下重點介紹焊接機器人。

  焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業機器人,它主要包括機器人和焊接設備兩部分。其中,機器人由機器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成;而焊接裝備,以弧焊及點焊為例,則由焊接電源(包括其控制系統)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機器人,還應配有傳感系統,如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。

  一、弧焊機器人的特點

  弧焊機器人多采用氣體保護焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機器人上作電弧焊。由于機器人控制柜采用數字控制,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,國外機器人生產廠都有自己特定的配套焊接設備,在這些焊接設備內已經插入相應的接口板,所以弧焊機器人系統中并沒有附加接口箱。應該指出的是,在弧焊機器人工作周期中,電弧時間所占的比例較大,因此在選擇焊接電源時,一般應按持續率100%來確定電源的容量。送絲機構可以裝在機器人的上臂上,也可以放在機器人之外,前者焊槍到送絲機之間的軟管較短,有利于保持送絲的穩定性,而后者軟管校長,當機器人把焊槍送到某些位置,使軟管處于多彎曲狀態,會嚴重影響送絲的質量,所以送絲機的安裝方式一定要考慮保證送絲穩定性的問題。

  二、點焊機器人的特點

  由于采用了一體化焊鉗,焊接變壓器裝在焊鉗后面,所以點焊機器人的變壓器必須盡量小型化。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流,而對于容量較大的變壓器,工業上已經開始采用逆變技術把50Hz工頻交流變為600~700Hz交流,使變壓器的體積減少、減輕。變壓后可以直接用600~700Hz交流 電焊接,也可以再進行二次整流,用直流電焊接,焊接參數由定時器調節。目前,新型定時器已經微機化,因此機器人控制柜可以直接控制定時器,無需另配接口。點焊機器人的焊鉗,用電伺服點焊鉗,焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅動,碼盤反饋,使焊鉗的張開度可以根據實際需要任意選定并預置,而且電極間的壓緊力也可以無級調節。

  宜功焊接機器人

  電伺服點焊鉗具有如下優點:

  1、焊鉗張開度可以根據工件的情況任意調整,只要不發生碰撞或干涉,可盡可能減少張開度,以節省焊鉗開度,節省焊鉗開合所占的時間。

  2、每個焊點的焊接周期可大幅度降低,因為焊鉗的張開程度是由機器人精確控制的,機器人在點與點之間的移動過程,焊鉗就可以開始閉合;而焊完一點后,焊鉗一邊張開,機器人就可以一邊位移,不必等機器人到位后,焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動。

  3、焊鉗閉合加壓時,不僅壓力大小可以調節,而且在閉合時兩電極是輕輕閉合,可減少撞擊變形和噪聲。


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