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焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)工業(yè)機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義,工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動控制操作機(jī)(Manipulator),具有三個或更多可編程的軸,用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。更多信息能夠參閱本站其他方面內(nèi)容2、體系的穩(wěn)定性焊接機(jī)器人的控制體系是全部作業(yè)過程的中心,在作業(yè)中出現(xiàn)疑問能夠帶來很大的疑問。為了適應(yīng)不同的用途,機(jī)器人后一個軸機(jī)械接口,通常是一個連接法蘭,可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的,使之能進(jìn)行焊接,切割或熱噴涂。
點焊機(jī)器人需要有多大的負(fù)載能力,取決于所用的焊鉗形式。對于用與變壓器分離的焊鉗,30~45kg負(fù)載的機(jī)器人就足夠了。但是,這種焊鉗一方面由于二次電纜線長,電能損耗大,也不利于機(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接;另一方面電纜線隨機(jī)器人運(yùn)動而不停擺動,電纜的損壞較快。因此,目前逐漸增多采用一體式焊鉗。2)圓柱坐標(biāo)型這類機(jī)器人在基座水平轉(zhuǎn)臺上裝有立柱,水平臂可沿立柱作上下運(yùn)動并可在水平方向伸縮。這種焊鉗連同變壓器質(zhì)量在70kg左右??紤]到機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力,能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接,一般都選用100~150kg負(fù)載的重型機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點焊時焊鉗短距離快速移位的要求。新的重型機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能。這對電機(jī)的性能,微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。
箱體焊接機(jī)器人工作站由弧焊機(jī)器人、焊接電源、焊槍送絲機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)雙工位變位機(jī)、工裝夾具和控制系統(tǒng)組成。該工作站適用于各式箱體類工件的焊接,在同一工作站內(nèi)通過使用不停的夾具可實現(xiàn)多品種的箱體自動焊接,焊接的相對位置高。但是這種側(cè)置式機(jī)器人,2、3軸為懸臂結(jié)構(gòu),降低機(jī)器人的剛度,一般適用于負(fù)載較小的機(jī)器人,用于電弧焊、切割或噴涂。由于采用雙工位變位機(jī),焊接的同時,其他工位可拆裝工件,極大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脈沖過渡或CMT冷金屬過渡焊接工藝方式進(jìn)行焊接,使焊接過程中熱輸入量大大減少,保證產(chǎn)品焊接后不變形,通過調(diào)整焊接規(guī)范和機(jī)器人焊接姿態(tài),保證產(chǎn)品焊縫質(zhì)量好,焊縫美觀,特別對于密封性要求高的不銹鋼氣室,焊接后保證氣室氣體不泄露。通過設(shè)置控制系統(tǒng)中的品種選擇參數(shù)并更換工作夾具,可實現(xiàn)多個品種箱體的自動焊接。
焊接機(jī)器人按結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系來分
1) 直角坐標(biāo)型 這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和控制方案與機(jī)床類似,其到達(dá)空間位置的三個運(yùn)動(x、y、z)是由直線運(yùn)動構(gòu)成,這種形式的機(jī)器人優(yōu)點是運(yùn)動學(xué)模型簡單,各軸線位移分辨率在操作容積內(nèi)任一點上均為恒定,控制精度容易提高;缺點是機(jī)構(gòu)龐大,工作空間小,操作靈活性較差。簡易和焊接機(jī)器人常采用這種形式。2) 圓柱坐標(biāo)型 這類機(jī)器人在基座水平轉(zhuǎn)臺上裝有立柱,水平臂可沿立柱作上下運(yùn)動并可在水平方向伸縮。實際上這時變位機(jī)的軸已成為機(jī)器人的組成部分,這種焊接機(jī)器人系統(tǒng)可以多達(dá)7-20個軸,或更多。這種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)點是末端操作可獲得較高速度,缺點是末端操作器外伸離開立柱軸心愈遠(yuǎn),其線位移分辨精度愈低。3) 球坐標(biāo)型 與圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)相比較,這種結(jié)構(gòu)形式更為靈活。但采用同一分辨率的碼盤檢測角位移時,伸縮關(guān)節(jié)的線位移分辨率恒定,但轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)反映在末端操作器上的線位移分辨率則是個變量,增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。4) 全關(guān)節(jié)型 全關(guān)節(jié)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類似人的腰部和手部,其位置和姿態(tài)全部由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實現(xiàn),其優(yōu)點是機(jī)構(gòu)緊湊,靈活性好,占地面積小,工作空間大,可獲得較高的末端操作器線速度;其缺點是運(yùn)動學(xué)模型復(fù)雜,高的精度控制難度大,空間線位移分辨率取決于機(jī)器人手臂的位姿。