【正文】 為充分發(fā)揮機器人的效能，焊接機器人系統(tǒng)通常采用兩臺及以上變位機，其 認 知 中一臺進行焊接作業(yè)時，另一臺則完成工件的卸載和上裝，從而使整個系統(tǒng)獲得 】 1 號變位機 2 號變位機 3 號變位機 4 號變位機 最高的費用效能比。 產(chǎn)品圖例 返回 目錄 焊接變位機 60/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 變位機的安裝必須使工件的變位均處在機器人動作范圍之內(nèi)，并需要合理 所 處 分解機器人本體和變位機的各自職能，使兩者按照統(tǒng)一的動作規(guī)劃進行作業(yè)。 位 置 機器人和變位機之間的運動存在兩種形式：協(xié)調(diào)運動和非協(xié)調(diào)運動。 ———— 【 機器人動作 課 堂 認 知 】 ① ② 機器人 + 變位機 變位機動作 同時動作 返回 ③ 目錄 焊接機器人和變位機動作分解 61/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 ? 非協(xié)調(diào)運動 主要用于焊接時工件需要變位，但不需要變位機與機器人 位 作協(xié)調(diào)運動的場合?；剞D(zhuǎn)工作臺的運動一般不是由機器人控制柜直接控制 置 ———— 的，而是由一個外加的可編程序控制器（ PLC ）來控制。 【 課 堂 認 知 】 a) 機器人待機位置 b) 作業(yè)臨近點位置 c) 焊接作業(yè)開始位置 騎坐式管 板船型焊作業(yè) 返回 目錄 62/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 ?協(xié)調(diào)運動 在焊接過程中，變位機必須不斷地改變工件的位置和姿態(tài)，并 位 置 且變位機的運動和機器人的運動必須能共同合成焊接軌跡，保持焊接速度 ———— 和工具姿態(tài)，這就是變位機和機器人的協(xié)調(diào)運動。 【 課 堂 認 知 】 a) 圓弧焊接起始點 b) 圓弧焊接中間點 返回 目錄 焊接機器人和變位機的協(xié)調(diào)運動 63/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 2) 滑移平臺 為適用機器人領域不斷延伸，保證大型結構件焊接作業(yè)， 把機器 位 置 人本體裝在可移動的滑移平臺或龍門架上，以擴大機器人本體的作業(yè)空間。 ———— 【 課 堂 認 知 】 b) 挖掘機動臂 a) 挖掘機中心支架 工程機械結構件的機器人焊接作業(yè) 機器人系統(tǒng)中運動軸的一般切換順序：基本軸 → 手腕軸 → 外部軸。 返回 目錄 提示 64/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 3) 清槍裝置 機器人在施焊過程中焊鉗的電極頭氧化磨損，焊槍噴嘴內(nèi)外殘留 位 的焊渣以及焊絲干伸長的變化等勢必影響到產(chǎn)品的焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性。常見 置 ———— 清槍裝置有 焊鉗電極修磨機（點焊）和焊槍自動清槍站（弧焊） 。 【 課 堂 認 知 】 a) 焊鉗電極修磨機 b) 焊槍自動清槍站 焊接機器人清槍裝置 ?焊鉗電極修磨機 為點焊機器人配備自動電極修磨機，可實現(xiàn)電極頭工 返回 作面氧化磨損后的修磨過程自動完成和提高生產(chǎn)線節(jié)拍。 目錄 65/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 3) 清槍裝置 機器人在施焊過程中焊鉗的電極頭氧化磨損，焊槍噴嘴內(nèi)外殘留 位 的焊渣以及焊絲干伸長的變化等勢必影響到產(chǎn)品的焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性。常見 置 ———— 清槍裝置有焊鉗電極修磨機（點焊）和焊槍自動清槍站（弧焊）。 ? 焊槍自動清槍站 焊槍自動清槍站主要包括 焊槍清洗機、噴硅油 / 防飛濺 【 裝置和焊絲剪斷裝置組成。 課 堂 認 焊槍清洗機 主要功能是清除噴嘴內(nèi) 知 表面的飛濺，以保證保護氣體的通 】 暢； 噴硅油 / 防飛濺裝置 噴出的防濺液 可以減少焊渣的附著，降低維護頻 率； 焊絲剪斷裝置 主要用于利用焊絲進 行起始點檢測的場合，以保證焊絲 的干伸長度一定，提高檢出的精度 和起弧的性能。 焊槍自動清洗站 返回 目錄 66/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 3) 清槍裝置 機器人在施焊過程中焊鉗的電極頭氧化磨損，焊槍噴嘴內(nèi)外殘留 位 的焊渣以及焊絲干伸長的變化等勢必影響到產(chǎn)品的焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性。常見 置 ———— 清槍裝置有 焊鉗電極修磨機（點焊）和焊槍自動清槍站（弧焊） 。 清搶動作程序點說明 【 課 堂 程序點 說 明 程序點 說 明 程序點 說 明 認 知 】 程序點 移向剪絲位置 程序點 6 移向清槍位置 程序點 11 噴油前一點 1 程序點 剪絲前一點 程序點 7 清槍前一點 程序點 12 噴油位置 2 程序點 剪絲位置 程序點 8 清槍位置 程序點 13 噴油前一點 3 程序點 剪絲前一點 程序點 9 清槍前一點 程序點 14 焊槍抬起 4 程序點 返回 焊槍抬起 程序點 10 焊槍抬起 程序點 15 回到原點位置 目錄 5 67/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 4 ）工具快換裝置 多任務環(huán)境中，一臺機器人甚至可以完成包括焊接在內(nèi)的 位 抓物、搬運、安裝、焊接、卸料等多種任務，機器人可以根據(jù)程序要求和 置 ———— 任務性質(zhì)，自動更換機器人手腕上的工具，完成相應的任務。 【 課 堂 認 知 】 c) 工具側(cè) a) 機器人末端法蘭連接器 b) 主側(cè) 返回 工具自動更換裝置 目錄 68/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 4 ）工具快換裝置 多任務環(huán)境中，一臺機器人甚至可以完成包括焊接在內(nèi)的 位 抓物、搬運、安裝、焊接、卸料等多種任務，機器人可以根據(jù)程序要求和 置 ———— 任務性質(zhì)，自動更換機器人手腕上的工具，完成相應的任務。 在弧焊機器人作業(yè)過程中，焊槍是一個重要的執(zhí)行工具，需要定期更 【 換或清理焊槍配件，如導電嘴、噴嘴等，這樣不僅浪費工時，且增加維護 課 堂 費用。采用 自動換槍裝置 可有效解決此問題，使得機器人空閑時間大為縮 認 短。 知 】 返回 自動換槍裝置 目錄 69/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 周邊設備 所 處 位 焊接機器人是成熟、標準、批量生產(chǎn)的高科技產(chǎn)品，但其周邊設備是 置 非標準的，需要專業(yè)設計和非標產(chǎn)品制造。從焊接工件的焊接要求分析， ———— 周邊設備的用途大致可分為三種類型： 【 ? 簡易型 周邊設備僅用來支持機器人本體和裝夾焊件，如平臺、夾具等。 課 堂 認 ? 工位變換型 除具有簡易型具備的功能外，還具有工位變換功能。其設備構 知 】 成除具有上述裝置外，還可能包括單、雙回轉(zhuǎn)和傾翻回轉(zhuǎn)式變位機等。 ?協(xié)調(diào)焊接型 除具有簡易型具備的功能外，還具有協(xié)調(diào)焊接功能。其設備構 成除具有上述裝置外，還可能包括一個或多個做成外部軸的變位機、滑移平臺 等。 返回 目錄 70/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 工位布局 所 處 焊接機器人與周邊設備組成的系統(tǒng)稱之為焊接機器人集成系統(tǒng)（工作站）。 位 置 ———— 焊接機器人工作站的工位布局 【 課 堂 認 知 】 返回 目錄 71/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 工位布局 所 處 焊接機器人與周邊設備組成的系統(tǒng)稱之為焊接機器人集成系統(tǒng)（工作站）。 位 置 ———— 焊接機器人工作站的工位布局 【 課 堂 認 知 】 返回 目錄 72/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 工位布局 所 處 焊接機器人與周邊設備組成的系統(tǒng)稱之為焊接機器人集成系統(tǒng)（工作站）。 位 置 ———— 焊接機器人工作站的工位布局 【 課 堂 認 知 】 返回 目錄 73/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 工位布局 所 處 焊接機器人與周邊設備組成的系統(tǒng)稱之為焊接機器人集成系統(tǒng)（工作站）。 位 置 焊接機器人工作站的工位布局 ———— 【 課 堂 認 知 】 返回 目錄 74/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 工位布局 所 處 焊接機器人與周邊設備組成的系統(tǒng)稱之為焊接機器人集成系統(tǒng)（工作站）。 位 置 焊接機器人工作站的工位布局 ———— 【 課 堂 認 知 】 返回 目錄 75/89 焊接機器人的周邊設備與工位布局 工位布局 所 處 焊接機器人與周邊設備組成的系統(tǒng)稱之為焊接機器人集成系統(tǒng)（工作站）。 位 置 ———— 焊接機器人工作站的工位布局 【 課 堂 認 知 】 返回 目錄 76/89 焊接機器人技術的新發(fā)展 1. 機器人系統(tǒng) 所 處 ?操作機 在弧焊應用方面， FANUC R0iA 擁有無可比擬的優(yōu)越性能：首先， 位 置 通過優(yōu)化成功地設計了輕量和緊湊的機器人手臂；其次，采用最先進的伺 ———— 服技術，提高機器人的動作速度和精確度；再次， FANUC R0iA 與林肯新 型弧焊電源之間實現(xiàn)了數(shù)字通訊。 【 ? 控制器 機器人控制器都可實現(xiàn)同時對幾臺機器人和幾個外部軸的協(xié)同控制， 擴 展 從而實現(xiàn)幾臺機器人共同焊接同一工件（圖 745 ）或者實現(xiàn)搬運機器人與焊 與 接機器人協(xié)同工作。例如 YASKAWA 公司推出的機器人控制柜可以協(xié)調(diào)控制 提 高 多達 72 個軸。 】 返回 目錄 多機協(xié)同工作模式 FANUC R0iA 77/89 焊接機器人技術的新發(fā)展 2. 焊接電源 所 處 位 ?雙絲焊接技術 雙絲焊是一種高速高效焊接方法，焊接薄板時可顯著提 置 高焊接速度（達到 3~6 m/min ），焊接厚板時可提高熔敷效率。 ———— 目前雙絲焊主要有兩種方法：一種是 Twin arc 法，另一種為 Tandem 法 。 【 擴 展 與 提 高 】 a) Twin arc 法 b) Tandem 法 Fronius 機器人雙絲焊系統(tǒng) 返回 雙絲焊的兩種基本方式 目錄 78/89 焊接機器人技術的新發(fā)展 2. 焊接電源 所 處 ? 激光 / 電弧復合熱源技術 該技術的研究最早出現(xiàn)在上世紀 70 年代末， 位 置 但由于激光器的昂貴價格，限制了其在工業(yè)中的應用。隨著激光器和 ———— 電弧焊設備性能的提高，以及激光器價格的不斷降低，同時為滿足生 產(chǎn)的迫切需求，激光 / 電弧復合熱源焊接技術得到越來越多的應用。 【 擴 展 與 提 高 】 a) LaserHybrid 復合焊 b) LaserHybrid+Tandem 復合焊 返回 激光 / 電弧復合熱源焊接 目錄 79/89 焊接機器人技術的新發(fā)展 2. 焊接電源 所 處 位 ? 電源融合技術 滿足用戶對低綜合成本、高生產(chǎn)率、高可維護性、高 置 焊接品質(zhì)的要求，并打破焊接電源和機器人兩者間的壁壘而出現(xiàn)的專 ———— 用機器人。 【 擴 展 與 提 高 】