焊接机器人组成结构
焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。检查焊机水箱冷却水水位,及时补充冷却液(纯净水加少许工业酒精即可)8。机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b
机器人焊接生产线
焊接机器人组成结构
焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。检查焊机水箱冷却水水位,及时补充冷却液(纯净水加少许工业酒精即可)8。机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。
生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人,绝大部分有6个轴。数字化焊接可以通过集成焊接系统建立完整的柔性焊接生产线,并能模拟焊接过程,优化焊接工艺本文通过对相贯线焊接机器人运动控制系统的研究,建立了一套相贯线焊接机器人,能够根据实际工作情况准确地调整焊接轨迹,提高了相贯线焊接机器人的适应性。其中,1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置,而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式:一种为平行四边形结构,一种为侧置式(摆式)结构,如图2a、b所示。侧置式(摆式)结构的主要优点是上、下臂的活动范围大,使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此,这种机器人可倒挂在机架上工作,以节省占地面积,方便地面物件的流动。但是这种侧置式机器人,2、3轴为悬臂结构,降低机器人的刚度,一般适用于负载较小的机器人,用于电弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小(局限于机器人的前部),难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人(平行机器人),已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部,又没有测置式机器人的刚度问题,从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人(负载100~150kg)大多选用平行四边形结构形式的机器人。
焊接应用
如果工件在整个焊接过程中无需变位,就可以用夹具把工件定位在工作台面上,这种系统既是不过的了。焊接机器人没有疲劳,可24小时连续生产,使用机器人焊接,效率明显提高。但在实际生产中,更多的工件在焊接时需要变位,使焊缝处在较好的位置(姿态)下焊接。对于这种情况,变位机与机器人可以是分别运动,即变位机变位后机器人再焊接;也可以是同时运动,即变位机一边变位,机器人一边焊接,也就是常说的变位机与机器人协调运动。这时变位机的运动及机器人的运动复合,使焊枪相对于工件的运动既能满足焊缝轨迹又能满足焊接速度及焊枪姿态的要求。实际上这时变位机的轴已成为机器人的组成部分,这种焊接机器人系统可以多达7-20个轴,或更多。的机器人控制柜可以是两台机器人的组合作12个轴协调运动。其中一台是焊接机器人、另一台是搬运机器人作变位机用。
焊接机器人具有巨大的进口替代空间
与手工焊接相比,焊接机器人具有的优势,操作简单,普通工人直接代替高科技焊工,从而为企业节省了高昂的人工成本。同时,机器人的控制柜也改用32位的微机和新的算法,使之具有自行优化路径的功能,运行轨迹更加贴近示教的轨迹。劳动力需要休息,但焊接机器人可以连续工作,生产效率是人类的三倍以上,可以降低劳动力的管理成本。工人的焊接工作强度大,工作环境恶劣,焊接粉尘、焊接飞溅物、焊接弧光等对人体危害很大,而焊接机器人操作相对简单,它有一个封闭的独立工作站,操作者可以在工作站外完成焊接工作,工人的健康也得到了很好的保护。
因此,焊接机器人的市场应用空间巨大。焊接机器人的应用主要有两种方式:点焊和电弧焊。工业机器人在焊接领域的应用是从汽车装配线的电阻点焊开始的。原因是电阻点焊工艺相对简单,控制方便,不需要跟踪焊缝,所以对机器人的控制精度和重复精度要求相对较低。机器人电弧焊大的特点是灵活性,通过编程可以随时改变焊接轨迹和焊接顺序。因此,它适用于焊接件种类多、焊缝短、多、形状复杂的产品。这正符合汽车制造业的特点。特别是在现代社会,汽车款式的更新速度非常快,配备机器人的汽车生产线能够很好地适应这种变化。
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