焊接機器人最早只在點焊中得到應用，80年初，隨著計算機技術、傳感器技術的發展，弧焊機器人逐漸得到普及，特別是近十幾年來由于世界范圍內經濟的高速發展，市場的激烈競爭使那些用于中、大批量生產的焊接自動化專機已不能適應小規模、多品種的生產模式逐漸被具有柔性的焊接機器人代替，焊接機器人得到了巨大的發展，焊接已成為工業機器人應用最大的領域之一，焊接機器人在汽車、摩托車、工程機械等領域都得到了廣泛的應用。目前世界擁有的80余萬臺工業機器人中，用于焊接的機器人可達40％以上。
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機器人焊接時的主要注意事項
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1．必須進行示教作業 S2 V3 p. [8 [. h
* o2 h. z% }3 }在機器人進行自動焊接前，操作人員必須示教機器人焊槍的軌跡和設定焊接條件等。
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由于必須示教，所以機器人不面向多品種少量生產的產品焊接。6 u, X; L( v7 y7 M1 \8 `: Z. x0 L
( T" g# Z8 c- l2．必須確保工件的精度+ f0 ~/ ~, l1 _2 M' A2 m
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機器人沒有眼睛，只能重復相同的動作。
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機器人軌跡精度為±0．1mm，以此精度重復相同的動作。
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" _: A; O$ {- d& K8 T焊接偏差大于焊絲半徑時，有可能焊接不好，所以工件精度應保持在焊絲半徑之內。
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3．焊接條件的設定取決于示教作業人員的技術水平# H$ G! ^1 B0 `, q0 T
n4 ], c/ d4 ]8 `6 d操作人員進行示教時必須輸入焊接程序，焊槍姿態和角度，電流、電壓、速度等焊接條件。
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示教操作人員必須充分掌握焊接知識和焊接技巧。
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4 L7 ~4 m, k; y+ P9 W4．必須充分注意安全
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( {5 u2 b) \! v4 p. x機器人是一種高速的運動設備，在其進行自動運行時絕對不允許人靠近機器人（必須設置安全護欄）。
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操作人員必須接受勞動安全方面的專門教育，否則不準操作。* L& w( z8 K {; n
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弧焊機器人的性能要求1 j+ ]& y8 K) T% F/ r
8 h5 e2 `. w8 p0 S. H2 {. ~在弧焊作業中，要求焊槍跟蹤工件焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫，因此運動過程中速度的穩定性和軌道精度是兩項重要的指標。
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一般情況下，焊接速度可取5～50mm／s，軌道精度可取±0·2～0·5mm。由于焊槍的姿態對焊縫質量也有一定的影響，因此希望在根蹤焊道的同時，焊槍姿態的可調范圍盡量大，還有其它一些性能要求，如擺動功能、焊接傳感器（起始點檢測、焊縫跟蹤）的接口功能、焊槍防碰功能等。
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" e: F# B4 `( [8 ?% n* U! u% K焊接規范的設定。起弧、收弧參數。7 @) C" Z& A) R5 R7 D% I1 G, ^
/ F/ q% w% O2 y擺動功能。擺動頻率、擺幅、擺動類型的設定。6 w: W6 M5 d. @
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焊接傳感器。起始點檢測、焊縫跟蹤傳感器的接口功能。
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" Q5 I) v2 Y7 K0 q焊槍防碰功能。當焊槍受到不正常的阻力時，機器人停機，避免操作者和工具受到損壞。
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多層焊功能。應用該功能可以在第一層焊接示教完成后，實現其余各層的自動編程。: p0 h g7 y5 n* P8 f
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再引弧功能。引弧失敗后，自動重試。因此消除了焊接異常（引弧失敗）發生時引起的作業中斷，最大限度避免了因此而引起的全線停車。3 j7 |& m8 J& {4 ~& d& v
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焊槍校正功能。焊槍與工件發生碰撞時，可通過簡單操作進行校正。( C9 ^& [/ p: [$ |" \& i
. U1 [+ Q1 |: J4 o# Y粘絲自動解除功能。焊接終了時如果檢測出焊絲粘絲，則自動再通電解除粘絲，因此不必手工剪斷焊絲。* H- o! `" e* ^! r. D6 w/ o& u
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斷弧再啟動功能。出現斷弧時，機器人會按照指定的搭接量返回重新引弧焊接。因此無須補焊作業。3 N5 R+ G* Q6 x+ ? R5 [" S+ t& q( N
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點焊機器人的性能要求3 k0 @8 y, \6 p* F7 l$ b* j$ ~
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對于點焊機器人運動速度是一個重要指標，要求能夠快速完成小節距的多點定位（例如每0．3－0．4秒移動30－50mm節距后定位）；為確保焊接質量，定位精度要求較高（一般為±0·25mm）；并具有較大的持重（50～100Kg），以便攜帶內裝變壓器的焊鉗。
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焊接機器人的主要性能指標# U+ b: q, g4 _* N+ e2 @: t7 k
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焊接機器人的主要性能指標以日本安川電機公司生產的Motoman－L10為例表示如下：' i( r \( _$ E, l7 v+ ?1 ^% ~: u5 Q( ~
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名稱與型號：Motoman－L10
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主要用途：弧焊
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6 y& o' b h& M; a5 {" y' j類別：示教再現型* O% J7 l* ^2 U0 f# q
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坐標型式：多關節式2 _" i( ?. I4 n$ D
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自由度數：5個
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( `: T& X \1 D G: P4 }- Z抓重：最大10㎏（包括夾鉗）
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動作范圍與速度運動參數列表如下：
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Motoman－L10運動參數
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4 X! X$ L6 D& x( {1 c( v! x5 {
1 b/ L I2 o4 B0 y# {（遮住的數字是150）7 e1 @8 }* Q- j! @2 s# d- }
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定位方式：選用增量編碼器作為位置檢測元件
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8 ^' W- @1 M% o/ t7 L控制方式：重復式數字位置控制方式，可精確控制運動軌跡
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; c- _/ y' d4 C. x重復定位精度：±0．2mm- E" U( J. t9 [4 I
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驅動方式：電伺服采用交流測速發電機作為伺服電動機的速度檢測元件，實現速度反饋，并引進力矩反饋! A. e" Y! a/ S
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驅動源：DC伺服電動機* r# v# f) H0 a7 k, V+ J- \
- n; F0 T( i! d" L# }) m' j& b程序控制和存儲方式：采用8位微處理Intel8080用半導體存儲器作為主存（盒式磁帶補充主存容量之不足）
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?: `4 [) n2 o) K0 Y5 c D程序步數：1000步
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指令條數：600條. m2 ^* c7 P0 g9 O9 ^8 ~ c7 y
* T: v; j# A6 ]0 v
重量：本體400㎏控制部分350㎏
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+ \/ t0 w& D7 @; ?, Z5 a外部同步信號：輸入22點輸出21點 k9 s7 B# X9 O! Q* `3 e7 {% v
c6 v% }+ G! `% R7 R電源：AC220／220V（＋10％，－15％），50／60HZ±1HZ，三相5KVA5 R. k! `9 I7 g5 ]' N8 y. P
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焊接機器人的系統構成/ E; ?) U& q+ K Y Y" R9 F# @" C
% N$ r' v# B7 Z+ f* K2 u# T! T完整的焊接機器人系統一般有如下幾部分組成：機器人操作機、變位機、控制器、焊接系統（專用焊接電源、焊槍和焊鉗等）、焊接傳感器、中央控制計算機和相應的安全設備等。* ~& m. I/ u: `4 |2 w+ s
5 f& Q# I. L% }2 m+ x- a9 C根據用途，將工業機器人配置不同的焊接系統，將組成不同的焊接機器人系統。4 ^; [2 P! ?0 O/ }
弧焊機器人
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弧焊機器人在通用機械、金屬結構等許多行業中得到廣泛運用。弧焊機器人是包括電弧焊附屬裝置在內的柔性焊接系統，而性能有特殊的要求。在弧焊作業中，焊槍應跟蹤工件的焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運動過程中的速度穩定性和軌跡精度是兩項重要指標。一般情況下，焊接速度約為5～50㎜／s，軌跡精度約為±（0．2～0．5）㎜。由于焊槍的姿態對焊縫質量有一定的影響，因此希望在跟蹤焊道的同時，焊槍姿態的可調范圍盡量大，其一些基本性能要求如下所示：
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3 v; L! T, v7 K, o7 ~& d設定焊接條件（電流、電壓、速度等）；. B7 Z! \* ? \' {$ x$ I0 r
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擺動功能；% u) t( F4 M0 i3 L w- H& ^
0 J5 x4 P+ F5 j2 p: y$ S4 y, E坡口填充功能；
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焊接異常功能檢測；* ^5 r8 Y& k8 k# T7 J6 I; B* v d
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焊接傳感器（起始點檢測、焊道跟蹤）的接口功能。
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點焊機器人/ H# ^6 K1 ~1 `% i. c: \8 }# w
, k8 u5 B8 C) E2 F' m/ s2 X
汽車工業是點焊機器人系統一個典型的應用領域。最初，點焊機器人只用于增強焊作業（往已拼接好的工件上增加焊點），后來為了保證拼接精度，又讓機器人完成定位焊作業性能，具體來說有：
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安裝面積小，工作空間大；. c( t0 i7 `; I3 ?- l$ y
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快速完成小節距的多點定位（例如每0．3～0．4s移動30～50㎜節距后定位）；
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8 I( p6 N% |& ^0 h9 o定位精度高（±0．25㎜），以確保焊接質量；+ Z0 ~" F4 k& j& K4 [
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持重大（50～100㎏），以便攜帶內裝變壓器的焊鉗；9 d( @; s* L4 m- F# d0 M
- D3 Q! F) r( j內存容量大，示教簡單，節省工時； E( ^/ O, u0 J4 R3 Q( Q
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點焊速度已生產線相匹配，同時按全可靠性好。2 u a1 c8 w2 _2 T7 Q
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3 e. p- m( R L O焊接機器人系統原理圖4 K1 v+ @4 l( d3 i3 ?/ x e, ^
2 k5 a7 i5 ]# i$ m+ J5 G" V焊接機器人的示教編程: |9 M2 o7 V/ j( L
" ~6 y" f& f3 j0 U7 S8 J用機器人代替人進行作業時，必須預先對機器人發出指令，規定機器人應該完成的動作和作業的具體內容，這個指示過程稱之為對機器人的示教（teaching），或者稱之為對機器人的編程（programming）。對機器人的示教內容通常存儲在機器人的控制裝置內，通過存儲內容的再現（playback），機器人就能實現人們所要求的動作和要求人們賦予的作業內容。8 B8 n- X2 u& c1 Z
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示教內容主要由兩部分組成，一是機器人運動軌跡的示教，二是機器人作業條件的示教。機器人運動軌跡的示教主要是對為了完成某一作業，焊絲端部所要運動的軌跡，包括運動類型和運動速度的示教。機器人作業條件的示教主要是為了獲得好的焊接質量，對焊接條件進行示教，包括被焊金屬的材質、板厚、對應焊縫形狀的焊槍姿勢、焊接參數、焊接電源的控制方法等。; x. F# R/ m9 A- ^7 x! I. p
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發表于 2018-8-1 12:48:00
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