焊接机器人研究教学内容.ppt

焊接机器人焊接机器人设备介绍设备介绍一、关于焊接机器人一、关于焊接机器人(一一)焊接机器人的定义焊接机器人的定义工工业业机机器器人人是是一一种种多多用用途途的的、可可重重复复编编程程的的自自动动控控制制操操作作机机，具具有有三三个个或或更更多多可可编编程程的的轴轴，用用于于工业自动化领域。工业自动化领域。焊焊接接机机器器人人是是从从事事焊焊接接作作业业（包包括括切切割割与与喷喷涂涂）的工业机器人。的工业机器人。(二二)焊接机器人的分类焊接机器人的分类1、按用途来分、按用途来分弧焊机器人弧焊机器人点焊机器人点焊机器人 (三三)机器人焊接系统组成机器人焊接系统组成 机器人操作机机器人操作机变位机变位机控制器控制器焊接系统焊接系统焊接传感器焊接传感器 中央控制计算机中央控制计算机 安全设备安全设备(四四)机器人焊接的主要特点机器人焊接的主要特点 1、焊接质量高，稳定性好；、焊接质量高，稳定性好；2、可提高劳动生产率；、可提高劳动生产率；3、改善劳动条件；、改善劳动条件；4、降低工人技术操作水平；、降低工人技术操作水平；5、缩短产品更新换代周期；、缩短产品更新换代周期；6、降低生产成本；、降低生产成本；7、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化；、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化；8、在各种极限条件下完成焊接作业。、在各种极限条件下完成焊接作业。二、焊接机器人系统的基本配置二、焊接机器人系统的基本配置焊接机器人操作机焊接机器人操作机机器人焊接系统机器人焊接系统外围设备外围设备(一一)焊接机器人操作机的选择焊接机器人操作机的选择1、自由度：、自由度：焊焊接接机机器器人人基基本本都都属属于于6轴轴关关节节式式，其其中中1、2、3轴轴的的运运动动是是把把焊焊枪枪（焊焊钳钳）送送到到焊焊接接位位置置，而而4、5、6轴轴的的运运动动是是解决焊枪（焊钳）的姿态问题。解决焊枪（焊钳）的姿态问题。3、机构形式：、机构形式：2、驱动方式：、驱动方式：各各关关节节（轴轴）的的运运动动基基本本采采用用交交流流伺伺服服电电机机驱驱动动。由由于于交交流流伺伺服服电电机机没没有有碳碳刷刷，动动特特性性好好，负负载载能能力力强强，机机械械臂臂运运动动速速度度快快，故故障障率率低低，免免维维护护时时间长。间长。(二二)机器人焊接系统的选择机器人焊接系统的选择1、弧焊装置、弧焊装置焊接电源焊接电源1、负载持续率、负载持续率2、电源种类、电源种类普通焊接电源（晶闸管）普通焊接电源（晶闸管）具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源（波形控制，表面张力过渡）（波形控制，表面张力过渡）颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源（晶闸管，（晶闸管，FS 100%，射流过渡，射流过渡MAG焊、粗丝大电流焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）保护潜弧焊或双丝焊）特殊功能焊接电源特殊功能焊接电源送丝装置送丝装置1、送丝机、送丝机 （安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）2、送丝软管、送丝软管 （结构，送丝导管）（结构，送丝导管）3、焊枪、焊枪 （鹅颈弯曲角，鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）的调整，拉丝焊枪）防撞传感器防撞传感器2、点焊装置、点焊装置(三三)外围设备外围设备机器人底座和机架机器人底座和机架 机器人移动装置机器人移动装置 工件的固定工作台工件的固定工作台 焊接工装夹具焊接工装夹具 工件变位装置工件变位装置 焊枪喷嘴清理装置焊枪喷嘴清理装置 焊丝切剪装置焊丝切剪装置焊钳电极的修整、更换装置焊钳电极的修整、更换装置 1、机器人的底座和机架、机器人的底座和机架 2、工件和机器人的移位和变位装置、工件和机器人的移位和变位装置复合型变位机复合型变位机3、其它辅助装置、其它辅助装置焊枪喷嘴的清理装置焊枪喷嘴的清理装置焊丝剪断装置焊丝剪断装置换枪装置换枪装置安全与卫生装置安全与卫生装置安全围栏安全围栏安全保卫设施（安全保卫设施（接近开关、光栅栏、安全地毯、急停按钮接近开关、光栅栏、安全地毯、急停按钮）排烟装置排烟装置焊接烟尘净化器主要部件包括：万向吸尘臂、耐高温吸尘软管、焊接烟尘净化器主要部件包括：万向吸尘臂、耐高温吸尘软管、吸尘罩（带风量调节阀）、阻火网、阻燃高效滤芯、脉冲反吹装吸尘罩（带风量调节阀）、阻火网、阻燃高效滤芯、脉冲反吹装置、脉冲电磁阀、压差表、洁净室、活性碳过滤器、沉灰抽屉组置、脉冲电磁阀、压差表、洁净室、活性碳过滤器、沉灰抽屉组合、阻燃吸音棉、带刹车的新韩式脚轮、风机、电机以及电控箱合、阻燃吸音棉、带刹车的新韩式脚轮、风机、电机以及电控箱等。等。三、三、焊接机器人工作站焊接机器人工作站(一一)简易焊接机器人工作站简易焊接机器人工作站1、产品对象、产品对象 凡凡是是焊焊接接时时工工件件不不需需要要变变位位的的场场合合，并并且且机机器器人人的的活活动动范范围围又又能能达达到到所所有有焊焊缝缝或或焊焊点点位位置置的的场场合合，都都可可以以采采用用简简易易焊焊接机器人工作站。接机器人工作站。2、特点、特点 是能用于焊接生产的、最小组成的焊接机器人系统；是能用于焊接生产的、最小组成的焊接机器人系统；操作简单，易于掌握，故障率低。操作简单，易于掌握，故障率低。3、基本组成、基本组成 弧弧焊焊机机器器人人：包包括括机机器器人人本本体体、机机器器人人控控制制柜柜、示教盒等示教盒等 焊焊接接系系统统：弧弧焊焊电电源源和和接接口口、送送丝丝机机、焊焊丝丝盘盘、送送丝丝软软管管、焊焊枪枪、防防撞撞传传感感器器及及各各设设备备间间相相连连接接的的电缆、气管和冷却水管等电缆、气管和冷却水管等 机器人底座或机架机器人底座或机架 工工装装夹夹具具：工工作作台台、工工件夹具件夹具 辅辅助助装装备备：围围栏栏、安安全全保保护护设设施施和和排排烟烟罩罩等等，必必要要时时还还可可加加装装焊焊枪枪喷喷嘴嘴清清理和剪切焊丝装置。理和剪切焊丝装置。弧焊机器人工作站弧焊机器人工作站 点焊机器人：机器人本体、机器人控制柜和编程盒等点焊机器人：机器人本体、机器人控制柜和编程盒等 焊焊接接系系统统：一一体体式式焊焊钳钳、定定时时器器和和接接口口，各各设设备备间间的的连连接接电电缆缆、压压缩缩空空气气管管和和 冷却水管等冷却水管等 机器人底座或机架机器人底座或机架 工装夹具：工作台、工件夹具工装夹具：工作台、工件夹具 辅助装备：电极修整装置、围栏、安全保护设施等辅助装备：电极修整装置、围栏、安全保护设施等点焊机器人工作站点焊机器人工作站浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司THRBYY-2型型工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）使用一台使用一台ABBIRB-1410型机器人本体，具有六个自由度。采用优化设计，型机器人本体，具有六个自由度。采用优化设计，设送丝机走线安装孔，为机械臂搭载工艺设备提供便利。设送丝机走线安装孔，为机械臂搭载工艺设备提供便利。配套使用配套使用ABBIRC5标准机器人控制器，内置各项人性化弧焊功能，可通过标准机器人控制器，内置各项人性化弧焊功能，可通过编程操作手持终端编程操作手持终端FlexPendant（示教器）进行操控。（示教器）进行操控。浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司型号型号IRB 1410IRB 1410轴数轴数6 6工作范围（第五轴到达距离）工作范围（第五轴到达距离）1440 mm1440 mm有效荷重有效荷重5 kg5 kg附加载荷附加载荷第三轴第三轴18 kg、第一轴、第一轴19 kg重复定位精度重复定位精度0.02 mm最大速度最大速度2.1 m/s轴运动轴运动工作范围工作范围轴轴1 1旋转旋转+170+170-170-170轴轴2 2手臂手臂+70+70-70-70轴轴3 3手臂手臂+70+70 -65-65轴轴4 4手腕手腕+150+150-150-150轴轴5 5弯曲弯曲+115+115-115-115轴轴6 6翻转翻转+300+300-300-300浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司THRBYY-2型型工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）机器人控制器机器人控制器IRC5支持先进的支持先进的I/O现场总线，在任何工现场总线，在任何工厂网络中都是一个性能良好的节点，具有厂网络中都是一个性能良好的节点，具有一系列强大的联网功能，如传感器接口、一系列强大的联网功能，如传感器接口、远程磁盘访问、套接口通讯等等。支持远远程磁盘访问、套接口通讯等等。支持远程服务，可通过标准通信网（程服务，可通过标准通信网（GSM或以太或以太网）进行机器人远程监测。先进诊断方法网）进行机器人远程监测。先进诊断方法可实现故障快速确诊及机器人终生状态监可实现故障快速确诊及机器人终生状态监测。提供多种服务包供用户选择，涵盖备测。提供多种服务包供用户选择，涵盖备份管理、状况报告、预防性维护等各类新份管理、状况报告、预防性维护等各类新型服务。型服务。控制器柜体外部包括示教器、电源开关、控制器柜体外部包括示教器、电源开关、急停、通电急停、通电/复位按钮、手动复位按钮、手动/自动、自动、RS端端口、机器人端口、伺服电缆、编码器电缆口、机器人端口、伺服电缆、编码器电缆等组成；内部包括主机、电容、伺服驱动、等组成；内部包括主机、电容、伺服驱动、轴计算机板、安全面板、继电器、轴计算机板、安全面板、继电器、DSQC651I/O板、端子排等。板、端子排等。浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司THRBYY-2型型工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）机器人示教器机器人示教器示教器包括示教器包括连连接接电缆电缆、触摸屏用笔、示教器复位按、触摸屏用笔、示教器复位按钮钮、急停开关、使能、急停开关、使能器按器按钮钮、触摸屏、快捷、触摸屏、快捷键单键单元、手元、手动动操作操作摇摇杆、杆、备备份数据用份数据用USB接口等接口等组组成。成。机器人示教机器人示教单单元元FlexPendant以以简洁简洁明了、直明了、直观观互互动动的彩色触摸屏和的彩色触摸屏和3D操操纵纵杆杆为设计为设计特色，特色，拥拥有有强强大的定制大的定制应应用支持功能，可加用支持功能，可加载载自定自定义义的操作的操作屏幕等要件，无需另屏幕等要件，无需另设设操作操作员员人机界面。人机界面。浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司适合于小型结构件适合于小型结构件产品的自动化焊接；产品的自动化焊接；大大降低人力物流大大降低人力物流强度，操作方便、安强度，操作方便、安全快捷；全快捷；夹具折卸更换方便，夹具折卸更换方便，自动化拓展性强；自动化拓展性强；工位排布相当于一工位排布相当于一字型，不仅工位可成字型，不仅工位可成固定式一字型，也可固定式一字型，也可选工位变位式一字型选工位变位式一字型排布；排布；适应于适应于MAG/MIG/TIG/等离等离子弧焊自动焊接工艺，子弧焊自动焊接工艺，也能应用于机器人也能应用于机器人激激光切割焊接等用途。光切割焊接等用途。浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司适于不需要自动翻适于不需要自动翻面的小型结构件的自面的小型结构件的自动化焊接；动化焊接；根据工件尺寸及人根据工件尺寸及人工物流强度来选择实工物流强度来选择实际布局；际布局；站体结构简单，可站体结构简单，可靠性强，对于同类尺靠性强，对于同类尺寸的工件自动化焊接寸的工件自动化焊接兼容性强；兼容性强；站体采用整体一体站体采用整体一体式结构，对于设备的式结构，对于设备的搬迁和挪动非常方便；搬迁和挪动非常方便；夹具采用气动手动夹具采用气动手动均可。均可。浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司适合于三适合于三维面面焊接件，无接件，无论是直是直线、曲、曲线、圆弧弧焊缝，都能，都能较理想使理想使焊缝处于船型于船型焊接位置，可有效的保接位置，可有效的保证焊枪的的可达性及可达性及焊缝的工的工艺性，相性，相对于于块焊接的工件接的工件宽度、高度、直径小；度、高度、直径小；采用高精度伺服采用高精度伺服电机及减机及减缩机保机保证变位的重复定位精度位的重复定位精度，夹具折卸更具折卸更换方便，自方便，自动化拓展性化拓展性强；可可选配机器人本体同配机器人本体同类型型电机，可达到机，可达到8轴协调联动；利用机器人在利用机器人在X向行走，不向行走，不仅解决超解决超长工件的可工件的可焊性，而且性，而且还可以可以让开吊具开吊具对工件取放的阻碍；工件取放的阻碍；主要适主要适应于于MAG自自动焊接工接工艺，能充分体，能充分体现机器人机器人寻位、位、电弧跟踪、多弧跟踪、多层多道的多道的应用价用价值；多工位成一字形多工位成一字形摆放，可以有效提高装件取件的放，可以有效提高装件取件的时间值，充分保，充分保证利用机器人生利用机器人生产价价值。(二二)行走行走+焊接机器人组合的工作站焊接机器人组合的工作站浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司适合于三维面的大焊接件，适合于三维面的大焊接件，无论是直线、曲线、圆弧焊缝，无论是直线、曲线、圆弧焊缝，都能较理想使焊缝处于船型焊都能较理想使焊缝处于船型焊接位置，可有效的保证焊枪的接位置，可有效的保证焊枪的可达性及焊缝的工艺性；可达性及焊缝的工艺性；采用高精度伺服电机及减缩采用高精度伺服电机及减缩机保证变位的重复定位精度，机保证变位的重复定位精度，夹具折卸更换方便，自动化拓夹具折卸更换方便，自动化拓展性强；展性强；可选配机器人本体同类型电可选配机器人本体同类型电机，可达到机，可达到8轴至轴至12轴协调联动；轴协调联动；利用机器人在利用机器人在XYZ方向行走，方向行走，解决超长、超宽、超高工件的解决超长、超宽、超高工件的可焊性；可焊性；主要适应于主要适应于MAG自动焊接工自动焊接工艺，能充分体现机器人寻位、艺，能充分体现机器人寻位、电弧跟踪、多层多道的应用价电弧跟踪、多层多道的应用价值。值。(三三)变位机变位机+焊接机器人组合的工作站焊接机器人组合的工作站浙江天煌科技实业有限公司浙江天煌科技实业有限公司适合焊缝分布在多个面适合焊缝分布在多个面的中小型焊接件，工件的中小型焊接件，工件360度自动翻转、无论是直线、度自动翻转、无论是直线、曲线、圆弧焊缝，都能较曲线、圆弧焊缝，都能较好的保证焊枪焊接姿态和好的保证焊枪焊接姿态和可达性；可达性；采用高精度伺服电机及采用高精度伺服电机及减缩机保证变位的重复定减缩机保证变位的重复定位精度位精度，夹具折卸更换方，夹具折卸更换方便，自动化拓展性强；便，自动化拓展性强；可选配机器人本体同类可选配机器人本体同类型电机，可达到型电机，可达到7轴协调联轴协调联动，有利于转角及圆弧焊动，有利于转角及圆弧焊缝的连续性焊接；缝的连续性焊接；适应于适应于MAG/MIG/TIG/等等离子弧焊自动焊接工艺，离子弧焊自动焊接工艺，也能应用于机器人等离子也能应用于机器人等离子切割、火焰切割、激光切切割、火焰切割、激光切割割等用途；等用途；适于所有小型结构件产适于所有小型结构件产品的自动化焊接；品的自动化焊接；工位自动切换，大大降工位自动切换，大大降低人力物流强度，操作方低人力物流强度，操作方便、安全快捷、简洁实用；便、安全快捷、简洁实用；工位自动切换定位精度工位自动切换定位精度高，夹具折卸更换方便，高，夹具折卸更换方便，自动化拓展性强；自动化拓展性强；自动变位采用高品质气自动变位采用高品质气缸推动齿轮齿条原理，水缸推动齿轮齿条原理，水平正负平正负180度交替度交替回转，回转，速度平稳；速度平稳；具有到位限位档块与缓具有到位限位档块与缓冲机构，回转速度根据需冲机构，回转速度根据需要可调节；要可调节；具有开气、断气、断电具有开气、断气、断电等安全保护，夹具采用气等安全保护，夹具采用气动手动均可；动手动均可；适应于适应于MAG/TIG/等离子等离子弧焊自动焊接工艺。弧焊自动焊接工艺。(四四)焊接机器人焊接机器人 搬运机器人工作站搬运机器人工作站人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。