焊接應(yīng)用

如果工件在整個(gè)焊接過程中無需變位，就可以用夾具把工件定位在工作臺(tái)面上，這種系統(tǒng)既是不過的了。但在實(shí)際生產(chǎn)中，更多的工件在焊接時(shí)需要變位，使焊縫處在較好的位置（姿態(tài)）下焊接。對(duì)于這種情況，變位機(jī)與機(jī)器人可以是分別運(yùn)動(dòng)，即變位機(jī)變位后機(jī)器人再焊接；也可以是同時(shí)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)。這時(shí)變位機(jī)的運(yùn)動(dòng)及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)復(fù)合，使焊槍相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)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(shí)際上這時(shí)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(gè)軸，或更多。的機(jī)器人控制柜可以是兩臺(tái)機(jī)器人的組合作12個(gè)軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)或損壞。其中一臺(tái)是焊接機(jī)器人、另一臺(tái)是搬運(yùn)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(gè)軸的機(jī)械接口，通常是一個(gè)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(diǎn)之后，我們將展示經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(diǎn)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(shí)，應(yīng)注意動(dòng)作順序的安排，可通過機(jī)器人制或互鎖來避免。對(duì)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(gè)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(diǎn)（TCP）的運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)3m/s以上，定位準(zhǔn)確，振動(dòng)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(dòng)。在20世紀(jì)80年代中期以前，直流伺服電機(jī)被用于電動(dòng)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(dòng)態(tài)特性，新型機(jī)器人不僅事故率低，而且免維護(hù)時(shí)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(zhǎng)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(diǎn)(TCP)的大移動(dòng)速度超過3m/s，定位準(zhǔn)確，振動(dòng)小。同時(shí)，機(jī)器人控制柜還采用32位微型計(jì)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(jì)

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(gè)或更多可編程軸，適用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的目的，弧焊機(jī)器人種一個(gè)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(shí)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(duì)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(zhǎng)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(diǎn)及費(fèi)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(dòng)的情況下運(yùn)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(diǎn)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(duì)電動(dòng)機(jī)的性能，微機(jī)的運(yùn)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(jì)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(cè)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(diǎn)焊工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，控制方便，不需要跟蹤焊縫，所以對(duì)機(jī)器人的控制精度和重復(fù)精度要求相對(duì)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(yùn)動(dòng)期間不會(huì)松動(dòng)。