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焊接機(jī)器人運(yùn)動軸的定義
焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成部分,主要用于對焊接機(jī)器人運(yùn)動的控制,以完成特定的工作任務(wù),其基本功能如下:記憶功能:存儲作業(yè)順序、運(yùn)動路徑、運(yùn)動方式、運(yùn)動速度和與生產(chǎn)工藝有關(guān)的信息。
示教功能:離線編程、在線示教、間接示教。在線示教包括示教盒和導(dǎo)引示教兩種。
與外圍設(shè)備聯(lián)系功能:輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口、同步接口。
坐標(biāo)設(shè)置功能:有關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系和用戶自定義四種坐標(biāo)系。
人機(jī)接口:示教盒、操作面板、顯示屏。
傳感器接口:位置檢測、視覺、觸覺、力覺等。
位置伺服功能:機(jī)器人多軸聯(lián)動、運(yùn)動控制、速度和加速度控制、動態(tài)補(bǔ)償?shù)取?
故障診斷安全保護(hù)功能:運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、故障狀態(tài)下的安全保護(hù)和故障自診斷。
焊接機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)
焊接機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)中的硬件一般包括:
控制計(jì)算機(jī)??刂葡到y(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)。一般為微型機(jī),其微處理器有32位、64位等,如奔騰系列CPU以及其他類型CPU;
示教盒。示教焊接機(jī)器人的工作軌跡和參數(shù)設(shè)定,以及所有人機(jī)交互操作。
示教盒擁有自己獨(dú)立的CPU以及存儲單元,與主計(jì)算機(jī)之間以串行通信方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交互;
操作面板。由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈構(gòu)成,只完成基本功能操作;
硬盤和軟盤存儲器。存儲焊接機(jī)器人工作程序以及各種焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫的外圍存儲器;
數(shù)字和模擬量輸入輸出。各種狀態(tài)和控制命令的輸入或輸出。
打印機(jī)接口。記錄需要輸出的各種信息。
傳感器接口。用于信息的自動檢測,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人柔順控制,一般為力覺、觸覺和視覺傳感器。對一般的點(diǎn)焊或弧焊機(jī)器人來說,控制系統(tǒng)中并不設(shè)置力覺、觸覺和視覺傳感器。
軸控制器。完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度控制。
輔助設(shè)備控制。用于和焊接機(jī)器人配合的輔助設(shè)備控制,如焊接電源系統(tǒng)、焊槍(焊鉗)、焊接裝系統(tǒng)等。
點(diǎn)焊機(jī)器人的優(yōu)勢
如果說弧焊機(jī)器人的使用大大提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和焊接效率,點(diǎn)焊機(jī)器人則具有更多的優(yōu)勢,帶來的經(jīng)濟(jì)效益也更加可觀,主要體現(xiàn)在:
a.機(jī)器人點(diǎn)焊時(shí),大多采用鉗體與變壓器一體化方式,變壓器的容量可以減小到1/3~1/4,節(jié)約了能源,并且極大地減輕了操作者繁重的體力勞動。
b.點(diǎn)焊機(jī)器人有更多的控制方式控制焊鉗壓力和焊接條件的自動切換,針對不同打點(diǎn)位置可輕松實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的焊接時(shí)序,大大提高了打點(diǎn)質(zhì)量,避免了焊點(diǎn)漏打、多打及位置不準(zhǔn)確等問題。
c.點(diǎn)焊機(jī)器人在打點(diǎn)效率上的優(yōu)勢明顯,可提升效率8~10倍。我們的一個(gè)上海的客戶,設(shè)備臨時(shí)出現(xiàn)故障,由于當(dāng)時(shí)工期緊,他們臨時(shí)采用手工來點(diǎn)焊同樣的工件,結(jié)果4把手工焊鉗在兩個(gè)輪班只能生產(chǎn)40件,而機(jī)器人正常生產(chǎn)時(shí),在一個(gè)輪班就能完成90件左右。
d.點(diǎn)焊機(jī)器人可以使用機(jī)器人的一些獨(dú)有技術(shù)進(jìn)一步對焊接時(shí)序進(jìn)行精準(zhǔn)控制,使焊接效率和焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高。如,電動焊鉗在機(jī)器人上的使用不僅僅是加壓方式的改變,其優(yōu)勢更體現(xiàn)在機(jī)器人對它的行程的控制方面:①可以根據(jù)焊點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)理想的行程;②焊接過程中可以分段控制焊鉗壓力;③可以控制焊接條件輸出的時(shí)間節(jié)點(diǎn);④可以運(yùn)用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式,大大縮短了示教時(shí)間。
機(jī)器人焊接時(shí)的主要注意事項(xiàng)
焊接已成為工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較大的領(lǐng)域之一,焊接機(jī)器人在汽車、摩托車、工程機(jī)械等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。目前世界擁有的80余萬臺工業(yè)機(jī)器人中,用于焊接的機(jī)器人可達(dá)40%以上。
機(jī)器人焊接時(shí)的主要注意事項(xiàng)
1.必須進(jìn)行示教作業(yè)
在機(jī)器人進(jìn)行自動焊接前,操作人員必須示教機(jī)器人焊槍的軌跡和設(shè)定焊接條件等。
由于必須示教,所以機(jī)器人不面向多品種少量生產(chǎn)的產(chǎn)品焊接。
2.必須確保工件的精度
機(jī)器人沒有眼睛,只能重復(fù)相同的動作。
機(jī)器人軌跡精度為±0.1mm,以此精度重復(fù)相同的動作。
焊接偏差大于焊絲半徑時(shí),有可能焊接不好,所以工件精度應(yīng)保持在焊絲半徑之內(nèi)。