【正文】 機(jī)驅(qū)動(dòng)完成焊鉗的張開(kāi)和閉合，焊鉗張開(kāi)度可任意 【 選定并預(yù)置，且電極間的壓緊力可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié) 。 目錄 19/89 焊接機(jī)器人的系統(tǒng)組成 點(diǎn)焊機(jī)器人 所 依據(jù)阻焊變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系上，點(diǎn)焊機(jī)器人焊鉗可分為 分離式、內(nèi) 處 位 藏式 和 一體式 3 種。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 缺點(diǎn)：需要大容量的 阻焊變壓器，電力損 優(yōu)點(diǎn)：減小了機(jī) 耗較大，能源利用率 器人的負(fù)載，運(yùn) 低。 焊接位置的選擇。 置 ———— ?內(nèi)藏式焊鉗 是將阻焊變壓器安放到機(jī)器人機(jī)械臂內(nèi)，變壓器的二次電纜可 在內(nèi)部移動(dòng)。 器的容量 】 減小。 缺點(diǎn)：焊鉗重 優(yōu)點(diǎn)：省 量顯著增大， 掉二次電 體積變大，焊 纜及懸掛 鉗重量在機(jī)器 變壓器的 人活動(dòng)手腕上 工作架， 返回 產(chǎn)生慣性力易 目錄 節(jié)省能量。中頻焊鉗相對(duì)于工 位 置 頻焊鉗有以下優(yōu)點(diǎn)： ———— 1 ）直流焊接； 【 課 2 ）焊接變壓器小型化； 堂 認(rèn) 3 ）提高電流控制的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)工頻電阻焊機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的焊接工藝焊 知 】 接工藝； 4 ）三相平衡負(fù)載，降低了電網(wǎng)成本；功率因數(shù)高，節(jié)能效果好。這幾種形式各有特點(diǎn)，從技術(shù) 優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，中頻伺服機(jī)器人焊鉗應(yīng)是未來(lái)的主流，它集中了中頻 直流點(diǎn)焊和伺服驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，是其他形式無(wú)法比擬的。 置 ———— 【 課 堂 認(rèn) 知 】 1 — 氣瓶； 2 — 焊絲桶； 3 — 送絲機(jī)； 4 — 操作機(jī)； 5 — 焊槍； 6 — 工作臺(tái)； 7 — 供電及控制電纜； 8 — 弧焊電源； 9 — 示教器； 10 — 機(jī)器人控制柜 返回 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成 目錄 23/89 焊接機(jī)器人的系統(tǒng)組成 弧焊機(jī)器人 所 處 弧焊機(jī)器人操作機(jī)的結(jié)構(gòu)與點(diǎn)焊機(jī)器人基本相似，主要區(qū)別在于 末端執(zhí)行器 焊槍 。目前最流行的是采用分級(jí)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一般分為兩級(jí)：上級(jí)具有存 置 ———— 儲(chǔ)單元，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)編程、存儲(chǔ)多種操作程序，負(fù)責(zé)管理、坐標(biāo)變換、軌跡生 成等；下級(jí)由若干處理器組成，每一處理器負(fù)責(zé)一個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)作控制及狀態(tài)檢 測(cè)，具有實(shí)時(shí)性好，易于實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制?；『笝C(jī)器人多采用氣體保護(hù)焊方法（ CO2 、 MIG 、 MAG 和 TIG ）， 知 】 通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等焊接電源都可以裝 到機(jī)器人上作電弧焊。 安全設(shè)備是弧焊機(jī)器人系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障，其主要包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 過(guò)熱自斷電保護(hù)、動(dòng)作超限位自斷電保護(hù)、超速自斷電保護(hù)、機(jī)器人系統(tǒng)工 作空間干涉自斷電保護(hù)和人工急停斷電保護(hù)等，它們起到防止機(jī)器人傷人或 保護(hù)周邊設(shè)備的作用。當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，一 定要檢驗(yàn)焊槍是否被碰歪，防止工具中心點(diǎn)發(fā)生變化。在機(jī)器人手臂的夾持下，其運(yùn)動(dòng)由機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)決 定，因此能匹配完全的自由軌跡加工，完成平面曲線、空間的多組直線、異 形曲線等特殊軌跡的激光焊接。 目錄 27/89 焊接機(jī)器人的系統(tǒng)組成 激光焊接機(jī)器人 所 處 位 置 ———— 【 課 堂 認(rèn) 知 】 1 — 激光器； 2 — 光導(dǎo)系統(tǒng)； 3 — 遙控盒； 4 — 送絲機(jī)； 5 — 激光加工頭； 6 — 操作機(jī)； 7 — 機(jī)器人控制柜； 8 — 焊接電源 激光焊接機(jī)器人系統(tǒng)組成 返回 目錄 28/89 焊接機(jī)器人的系統(tǒng)組成 激光焊接機(jī)器人 所 處 激光加工頭裝于六自由度機(jī)器人本體手臂末端，其運(yùn)動(dòng)軌跡和激光加工參 位 數(shù)是由機(jī)器人數(shù)字控制系統(tǒng)提供指令進(jìn)行。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 c ) 激光熔覆 a ) 激光切割 b ) 激光焊接 返回 激光加工頭 目錄 29/89 焊接機(jī)器人的系統(tǒng)組成 激光焊接機(jī)器人 所 處 位 置 ———— 【 課 堂 認(rèn) 知 】 激光焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)架構(gòu) 綜上， 焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分 。而焊接裝備，以弧焊及點(diǎn)焊為 返回 例，則由焊接電源（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機(jī)（弧焊）、焊槍（焊鉗） 目錄 等部分組成。焊接限于一個(gè) 位 或幾個(gè)點(diǎn)上，將工件互相重疊。 課 堂 認(rèn) 知 】 返回 目錄 焊接作業(yè)姿態(tài) 工具中心點(diǎn)設(shè)定 31/89 焊接機(jī)器人的作業(yè)示教 點(diǎn)焊作業(yè) 所 處 以下圖工件焊接為例，采用在線示教方式為機(jī)器人輸入兩塊薄板（板厚 位 2mm ）的點(diǎn)焊作業(yè)程序。本例中使用的焊 置 ———— 鉗為氣動(dòng)焊鉗，通過(guò)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)焊鉗的大開(kāi)、小開(kāi)和閉合三種動(dòng)作。 ———— 2 ）工件裝夾。 【 4 ）機(jī)器人原點(diǎn)確認(rèn)。 （ 3 ）程序點(diǎn)的登錄 手動(dòng)操縱機(jī)器人分別移動(dòng)到程序點(diǎn) 1 至程序點(diǎn) 5 位置。另外， 機(jī)器人末端工具在各程序點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，也要處于與工件、夾具互不干 涉的位置。 程序點(diǎn) 1 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“空走點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“ PTP ”。 課 堂 ① 手動(dòng)操縱機(jī)器人移動(dòng)到作業(yè)臨近點(diǎn)，調(diào)整焊鉗姿態(tài)。 】 （作業(yè)臨近點(diǎn)） ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 2 為作業(yè)臨近點(diǎn)。 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“作業(yè)點(diǎn) / 焊接點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“ PTP ”。 （點(diǎn)焊作業(yè)點(diǎn)） ④ 如有需要，手動(dòng)插入點(diǎn)焊作業(yè)命令。 課 程序點(diǎn) 4 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“空走點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“ PTP ”。 知 】 ① 手動(dòng)操縱機(jī)器人要領(lǐng)移動(dòng)機(jī)器人到原點(diǎn)。 （機(jī)器人原點(diǎn)） ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 5 為機(jī)器人原點(diǎn)。 ———— 提示 【 （ 4 ）設(shè)定作業(yè)條件 課 堂 ? 設(shè)定焊鉗條件 焊鉗條件的設(shè)定主要包括焊鉗號(hào)、焊鉗類型、焊 認(rèn) 鉗狀態(tài)等。 點(diǎn)焊作業(yè)條件設(shè)定 大電流 短時(shí)間 小電流 – 長(zhǎng)時(shí)間 板厚 時(shí)間（周 時(shí)間（周 電流 （ mm ） 壓力（ kgf ） 電流（ A ） 壓力（ kgf ） 期） 期） （ A ） 10 225 8800 36 75 5600 20 470 13000 64 150 8000 32 820 17400 105 260 10000 返回 目錄 37/89 焊接機(jī)器人的作業(yè)示教 點(diǎn)焊作業(yè) 所 處 （ 5 ）檢查試運(yùn)行 位 置 為確認(rèn)示教的軌跡，需測(cè)試運(yùn)行（跟蹤）一下程序。 1 ）打開(kāi)要測(cè)試的程序文件。 課 堂 3 ）持續(xù)按住示教器上的有關(guān) 【 跟蹤功能鍵 】 ，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的單步或連續(xù) 認(rèn) 運(yùn)轉(zhuǎn)。在確認(rèn)機(jī)器人的運(yùn)行范圍內(nèi)沒(méi)有其他人員或障礙物后，接通保 護(hù)氣體，采用手動(dòng)或自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)焊作業(yè)。 2 ）切換 【 模式旋鈕 】 至“再現(xiàn) / 自動(dòng)”狀態(tài)。 4 ）按 【 啟動(dòng)按鈕 】 ，機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)行。 ———— 目前，工業(yè)機(jī)器人四巨頭都有相應(yīng)的機(jī)器人產(chǎn)品 , 這些專業(yè)軟件提供功能 強(qiáng)大的弧焊指令，且都相應(yīng)的商業(yè)化應(yīng)用軟件， ABB 的 RobotWareArc 、 【 課 KUKA 的 、 、 、 KUKA 堂 TouchSense 、 FANUC 的 Arc Tool Softwar 。 】 工業(yè)機(jī)器人行業(yè)四巨頭的弧焊作業(yè)編程命令 弧焊作業(yè)命令 類別 ABB FANUC YASKAWA KUKA 焊接開(kāi)始 ArcLStart/ArcCStart Arc Start ARCON ARC_ON 焊接結(jié)束 ArcLEnd/ArcCEnd Arc End ARCOF ARC_OFF 返回 目錄 39/89 焊接機(jī)器人的作業(yè)示教 熔焊作業(yè) 所 處 TCP 點(diǎn)確定： 位 置 同點(diǎn)焊機(jī)器人 TCP 設(shè)置有所不同， 弧焊機(jī)器人 TCP 一般設(shè)置在焊槍尖頭 ———— ，而激光焊接機(jī)器人 TCP 設(shè)置在激光焦點(diǎn)上 。以平（角）焊為例， ———— 主要采用 前傾角焊（前進(jìn)焊）和后傾角焊（后退焊） 兩種方式。 ，焊槍立得太直或太倒的話，難以產(chǎn)生 ———— 熔深。同時(shí)，在板對(duì)板的連接之 認(rèn) 知 中，焊槍與坡口垂直。 角 。 位 置 ———— ?直線作業(yè) 機(jī)器人完成直線焊縫的焊接僅需示教 2 個(gè)程序點(diǎn)（直線的兩端點(diǎn)）， 插補(bǔ)方式選“直線插補(bǔ)”。 堂 認(rèn) 程序點(diǎn) 1 程序點(diǎn) 4 知 】 直線軌跡開(kāi)始點(diǎn) 直線軌跡結(jié)束點(diǎn) 程序點(diǎn) 2 程序點(diǎn) 3 焊接開(kāi)始點(diǎn) 焊接結(jié)束點(diǎn) —— —— 焊 空 焊接區(qū)間 接 走 點(diǎn) 點(diǎn) 直線軌跡區(qū)間 直線運(yùn)動(dòng)軌跡 返回 目錄 43/89 焊接機(jī)器人的作業(yè)示教 熔焊作業(yè) 所 處 機(jī)器人進(jìn)行熔焊作業(yè)主要涉及以直線、圓弧及其附加擺動(dòng)功能動(dòng)作類型。 直線作業(yè)軌跡示教 【 課 堂 程序點(diǎn) 示教方法 認(rèn) 知 ① 將機(jī)器人移動(dòng)到直線軌跡開(kāi)始點(diǎn)。 （直線軌跡開(kāi)始 ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 1 為直線軌跡開(kāi)始點(diǎn)。 程序點(diǎn) 2 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“焊接點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“直線插補(bǔ)”。 ① 將機(jī)器人移動(dòng)到焊接結(jié)束點(diǎn)。 （焊接結(jié)束點(diǎn)） ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 3 為焊接結(jié)束點(diǎn)。 程序點(diǎn) 4 ② 程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“空走點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“直線插補(bǔ)”。 點(diǎn)） 目錄 44/89 焊接機(jī)器人的作業(yè)示教 熔焊作業(yè) 所 處 ? 圓弧作業(yè) 機(jī)器人完成弧形焊縫的焊接通常需示教 3 個(gè)以上程序點(diǎn)（圓弧 位 開(kāi)始點(diǎn)、圓弧中間點(diǎn)和圓弧結(jié)束點(diǎn)），插補(bǔ)方式選“圓弧插補(bǔ)”。用“ PTP” 或 “直線插補(bǔ)”示教進(jìn)入圓弧插補(bǔ)前的程序點(diǎn) 1 時(shí)，程序點(diǎn) 1 至程序點(diǎn) 2 自動(dòng) 【 按直線軌跡運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)只 置 ———— 有一個(gè)圓弧時(shí)，用“圓弧插補(bǔ)”示教程序點(diǎn) 2~4 三點(diǎn)即可。 課 圓弧作業(yè)軌跡示教 堂 認(rèn) 程序點(diǎn) 示教方法 知 】 ① 將機(jī)器人移動(dòng)到圓弧軌跡接近點(diǎn)。 ） ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 1 為圓弧 / 焊接接近點(diǎn)。 程序點(diǎn) 2 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“焊接點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“圓弧插補(bǔ)”。 ） ① 將機(jī)器人移動(dòng)到圓弧軌跡中間點(diǎn)。 （圓弧 / 焊接中間點(diǎn) ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 3 為圓弧 / 焊接中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 4 返回 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“空走點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“圓弧插補(bǔ)”。 ） 46/89 焊接機(jī)器人的作業(yè)示教 熔焊作業(yè) 所 處 示教整個(gè)圓 位 置 用“圓弧插補(bǔ)”示教程序點(diǎn) 2 至程序點(diǎn) 5 四點(diǎn)。當(dāng)存在多個(gè)圓弧中間點(diǎn)時(shí)，機(jī)器人將通過(guò)當(dāng)前程序點(diǎn) 【 和后面 2 個(gè)臨近程序點(diǎn)來(lái)計(jì)算和生成圓弧軌跡。 認(rèn) 知 程序點(diǎn) 1 自動(dòng)直線 程序點(diǎn) 2 】 接近點(diǎn) 移到開(kāi)始點(diǎn) 開(kāi)始點(diǎn) —— —— 焊 空 程序點(diǎn) 5 接 走 結(jié)束點(diǎn) 點(diǎn) 點(diǎn) 程序點(diǎn) 3 程序點(diǎn) 4 中間點(diǎn) 中間點(diǎn) 焊接區(qū)間 返回 圓弧插補(bǔ)區(qū)間 目錄 整圓運(yùn)動(dòng)軌跡 47/89 焊接機(jī)器人的作業(yè)示教 熔焊作業(yè) 所 處 示教整個(gè)圓 位 置 ———— 整圓作業(yè)軌跡示教 程序點(diǎn) 示教方法 【 課 ① 將機(jī)器人移動(dòng)到圓弧軌跡接近點(diǎn)。 知 ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 1 為圓弧 / 焊接接近點(diǎn)。 程序點(diǎn) 2 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“焊接點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“圓弧插補(bǔ)”。 ① 將機(jī)器人移動(dòng)到圓弧軌跡中間點(diǎn)。 （圓弧 / 焊接中間點(diǎn)） ③ 確認(rèn)保存程序點(diǎn) 3 為圓弧 / 焊接中間點(diǎn)。 程序點(diǎn) 4 ② 將程序點(diǎn)屬性設(shè)定為“焊接點(diǎn)”，插補(bǔ)方式選“圓弧插