焊接應(yīng)用

如果工件在整個焊接過程中無需變位，就可以用夾具把工件定位在工作臺面上，這種系統(tǒng)既是不過的了。但在實際生產(chǎn)中，更多的工件在焊接時需要變位，使焊縫處在較好的位置（姿態(tài)）下焊接。對于這種情況，變位機(jī)與機(jī)器人可以是分別運動，即變位機(jī)變位后機(jī)器人再焊接；也可以是同時運動，即變位機(jī)一邊變位，機(jī)器人一邊焊接，也就是常說的變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)調(diào)運動。這時變位機(jī)的運動及機(jī)器人的運動復(fù)合，使焊槍相對于工件的運動既能滿足焊縫軌跡又能滿足焊接速度及焊槍姿態(tài)的要求。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。的機(jī)器人控制柜可以是兩臺機(jī)器人的組合作12個軸協(xié)調(diào)運動。此外，還要檢查焊接機(jī)械手各行程開關(guān)的靈活性和可靠性，檢查機(jī)械保護(hù)塊是否松動或損壞。其中一臺是焊接機(jī)器人、另一臺是搬運機(jī)器人作變位機(jī)用。

焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與性能

焊接機(jī)器人是一種從事焊接(包括切割和噴涂)的工業(yè)機(jī)器人。為了適應(yīng)不同的用途，機(jī)器人后一個軸的機(jī)械接口，通常是一個連接法蘭，可以用不同的工具或末端執(zhí)行器連接。在考慮以上幾點之后，我們將展示經(jīng)濟(jì)和社會效益，然后決定使用機(jī)器人以及所需的機(jī)器人數(shù)量和類型。焊接機(jī)器人是在工業(yè)機(jī)器人的端部法蘭上安裝焊鉗或焊接(切割)槍，以便焊接、切割或熱噴涂。

焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜(硬件和軟件)組成。焊接設(shè)備以電弧焊和點焊為例，由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(電弧焊)、焊槍(夾具)等組成。當(dāng)機(jī)器人間隔較小時，應(yīng)注意動作順序的安排，可通過機(jī)器人制或互鎖來避免。對于智能機(jī)器人，應(yīng)具有傳感器系統(tǒng)，如激光或攝像機(jī)傳感器及其控制裝置。

世界上生產(chǎn)的焊接機(jī)器人基本上都是關(guān)節(jié)機(jī)器人，其中大部分都有六個軸。其中，軸1、軸2、軸3可以將末端刀具送至不同的空間位置，軸4、軸5、軸6可以解決刀具姿態(tài)的不同要求。一些負(fù)載16kg以下的新的輕型機(jī)器人其工具中心點（TCP）的運動速度可達(dá)3m/s以上，定位準(zhǔn)確，振動小。焊接機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有兩種：一種是平行四邊形結(jié)構(gòu)，另一種是側(cè)擺結(jié)構(gòu)。

上述兩種機(jī)器人的軸都是旋轉(zhuǎn)的，所以用伺服電機(jī)通過擺線針輪減速器(1-3軸)和諧波減速器(1-6軸)驅(qū)動。在20世紀(jì)80年代中期以前，直流伺服電機(jī)被用于電動機(jī)器人。自20世紀(jì)80年代末以來，交流伺服電機(jī)已在許多國家得到應(yīng)用。由于交流電機(jī)沒有碳刷，具有良好的動態(tài)特性，新型機(jī)器人不僅事故率低，而且免維護(hù)時間大幅度增加，升(降)速快。用不同工作范圍的弧焊機(jī)器人和相應(yīng)尺寸的變位機(jī)，工作站可以滿足焊縫長度在2000mm左右的各類箱體的焊接要求。一些重量小于16KG的新型輕型機(jī)器人在刀具中心點(TCP)的大移動速度超過3m/s，定位準(zhǔn)確，振動小。同時，機(jī)器人控制柜還采用32位微型計算機(jī)和新算法，使其具有自尋優(yōu)路徑的功能。

弧焊機(jī)器人的負(fù)載能力和設(shè)計

弧焊機(jī)器人是從事焊接的工業(yè)機(jī)器人，這是一種多功能，可重新編程的機(jī)械手，具有三個或更多可編程軸，適用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的目的，弧焊機(jī)器人種一個軸的機(jī)械接口通常是連接法蘭，可以配備不同的工具或末端執(zhí)行器。一般零件和坡口尺寸公差控制在±0．8mm，裝配尺寸誤差控制在±1．5mm以內(nèi)，焊縫出現(xiàn)氣孔和咬邊等焊接缺陷機(jī)率可大幅度降低?；『笝C(jī)器人將焊鉗或焊接槍安裝在端軸法蘭上，以便焊接，切割或熱噴涂。

實踐證明，弧焊機(jī)器人需要多少負(fù)載能力取決于所使用的焊鉗類型，對于與變壓器分開的焊鉗，負(fù)載為30至45 kg的機(jī)器人足夠了。然而，一方面，由于二次電纜的長度，焊鉗具有大的電能損失，并且不利于機(jī)器人將焊鉗延伸到工件中。焊接機(jī)器人優(yōu)點及費用比較客戶購買焊接機(jī)器人需要替代人工，增加效率，降低管理成本。 另一方面，電纜在沒有機(jī)器人移動的情況下運行，并且電纜快速損壞。

因此，綜合焊鉗的使用正在逐步增加，這種焊鉗與變壓器質(zhì)量一起約為70kg。 考慮到弧焊機(jī)器人具有足夠的負(fù)載能力，焊鉗可以被送到空間位置以便以大的加速度進(jìn)行焊接，并且通常選擇負(fù)載為100至150kg的重型機(jī)器人。

為了滿足連續(xù)點焊過程中焊鉗短距離快速位移的要求，新型機(jī)器人增加了在0.3秒內(nèi)執(zhí)行50毫米排量的能力。這對電動機(jī)的性能，微機(jī)的運行速度和算法提出了更高的要求。

弧焊機(jī)器人中采用了設(shè)計的雙錐鎖定活塞帶定位銷，確保了出色的可重復(fù)性。滿載后，數(shù)百萬次循環(huán)測試的結(jié)果表明，一般精度優(yōu)于標(biāo)簽值，硬度高。原因是電阻點焊工藝相對簡單，控制方便，不需要跟蹤焊縫，所以對機(jī)器人的控制精度和重復(fù)精度要求相對較低。由于鎖定機(jī)構(gòu)的活塞的高鎖定力和大半徑，工具快速更換裝置提供高扭矩阻力，鎖定后的換刀裝置在大慣性運動期間不會松動。