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简介焊接机器人等信息

作者:     更新时间:2019-04-27    点击次数:405次


  跟着产品向高质量、多品种的方向开展以及人们对改进出产环境认识的进一步前进,机器人作为发明舒适环境的一种手法,其运用越来越广泛。本文就首要介绍了工业机器人在现代制作业中的开展及其重要方位,论述了机器人的运用范畴,其间详细介绍了焊接机器人中的点焊机器人以及弧焊机器人。详细叙说了点焊机器人与弧焊机器人的根本功用及其所用的焊接设备。
  一、 机器人发生及其开展情况
  机器人技能的开展,它应该说是一个科学技能开展共同的一个综合性的成果,也一起,为社会经济开展发生了一个重大影响的一门科学技能,它的开展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的开展
  现在,工业机器人作为现代制作业首要的主动化设备,己经广泛运用于轿车、摩托车、工程机械、电子信息、家电、化工等职业,首要用于完结焊接、转移、装置、加工、喷漆、码垛等作业。据统计,全世界己经有100多万台机器人投入运用,其间用于焊接作业的机器人占悉数机器人的45%以上。机器人技能己成为世界各国竞相开展的高新技能,其开展己成为衡量一个国家技能水平开展程度的重要指标之一。
  二、 机器人的运用范畴
  研发机器人的开端目的是为了帮助人们脱节深重劳作或简略的重复劳作,以及替代人到有辐射等风险环境中进行作业,因而机器人最早在轿车制作业和核工业范畴得以运用。跟着机器人技能的不断开展,工业范畴的焊接、喷漆、转移、装置、铸造等场合,己经开端很多运用机器人。另外在军事、海洋勘探、航天、医疗、农业、林业甚到效劳文娱职业,也都开端运用机器人。
  从机器人的用处来分,能够分为两大类:军用机器人和民用机器人。
  军用机器人首要用于军事上替代或辅佐戎行进行作战、侦查、探险等作业。依据不同的作战空间可分为地上军用机器人、空中军用机器人(即无人飞翔机)、水下军用机器人和空间军用机器人等。军用机器人的操控办法一般有自主操控式、半自主操控式、遥控式等多种办法。
  在民用机器人中,各种出产制作范畴中的工业机器人在数量上占绝对多数,成为机器人家族中的主力军;其它各种品种的机器人也开端在不同的范畴得到研讨开发和运用。整体看来,若按用处分,民用机器人能够分为以下几个首要类别:
  1、 工业机器人
  现在工业机器人首要用于轿车工业、机电工业(包含电讯工业)、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门。
  机器人的工业运用分为四个方面,即资料加工、零件制作、产品查验和装置。其间,资料加工往往是最简略的。零件制作包含铸造、点焊、捣碎和铸造等。查验包含显式查验(在加工进程中或加工后查验产品外表图画和几许形状、零件和尺寸的完整性)和隐查验(在加工中查验零件质量上或外表上的完整性)两种。装置是最杂乱的运用范畴,因为它可能包含资料加工、在线查验、零件供给、配套、剂压和紧固等工序。在农业方面,已把机器人用于水果和蔬菜嫁接、收成、查验与分类,剪羊毛和挤牛奶等。这是一个潜在的工业机器人运用范畴。
  2、 效劳机器人
  在一些科幻影片、电视片或影碟中,多少具有外形的机器人常被用来帮忙或替代人去执行人不乐意做或风险和困难的使命。今天在现实生活中能够看到的最接近于人类的机器人可能要算家用机器人了。家用机器人能够打扫地板而不碰到家具。不过它的价格现在还较高,影响到它的推广运用。跟着家用机器人造价的大起伏下降,它将取得日益广泛的运用。
  效劳机器人尚处于开发及遍及的前期阶段,现在世界上对它还没有普遍供认的严厉界说,它的界说是由操作型工业机器人引伸而来的。依据世界机器人联合会(IFR)选用的开端界说,所谓效劳机器人是一种半自主或全自主作业的机器人,它完结的是有益于人类健康的效劳作业,但不包含那些从事出产的设备。另一种界说把效劳机器人看做一种可自在编程的移动设备,它至少有三个运动轴,能够部分地或全主动地完结效劳作业。这些效劳作业为个人或单位完结的,不指工业出产效劳。
  依据这个界说,操作型工业机器人也能够看作是效劳机器人,假如它们配备在非制作业的话。效劳机器人往往是能够移动的(并非总是移动的)。在某些情况下,效劳机器人是由一个移动渠道构成,在它上面装有一只或几只手臂,其操控办法与工业机器人手臂的操控办法相同。
  三、 焊接机器人
  跟着我国参加WTO,我国经济的开展和世界正在接轨,国内竞争和世界竞争的界限将越来越含糊,改造曩昔的出产办法和管理形式已火烧眉毛。焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人属于标准焊接机器人的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。在焊接范畴也是如此,选用主动化焊接前进出产率和产品质量已是大势所趋。在大型企业是这样,对中小型企业也是如此。
  选用机器人进行焊接作业能够极大地前进出产效益和经济效率;另一方面,机器人的移位速度快,可达3m/s,乃至更快。因而,一般来说,选用机器人焊接比相同用人工焊接效率可前进2~4倍,焊接质量优秀且安稳。
  跟着电子技能、计算机技能、数控及机器人技能的开展,主动弧焊机器人作业站, 从60年代开端用于出产以来,其技能已日益老练,首要有以下长处:
  1)安稳和前进焊接质量;
  2)前进劳作出产率;
  3)改进工人劳作强度,可在有害环境下作业;
  4)下降了对工人操作技能的要求;
  5)缩短了产品改型换代的预备周期,削减相应的设备出资。
  因而,在各行各业已得到了广泛的运用。
  ① 焊接机器人的组成、
  焊接机器人首要包含机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和操控柜(硬件及软件)组成。而焊接配备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包含其操控体系)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。关于智能机器人还应有传感体系,如激光或摄像传感器及其操控设备等。
  ② 点焊机器人
  点焊机器人是用于点焊主动作业的工业机器人。世界上第一台点焊机于1965年开端运用,是美国Unimation公司推出的Unimate机器人,我国在1987年自行研发成第一台点焊机器人──华宇-Ⅰ型点焊机器人。点焊机器人由机器人本体、计算机操控体系、示教盒和点焊焊接体系几部分组成,因为为了习惯灵敏动作的作业要求,一般电焊机器人选用关节式工业机器人的根本规划,一般具有六个自在度:腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。其驱动办法有液压驱动和电气驱动两种。其间电气驱动具有保养修理简洁、能耗低、速度高、精度高、安全性好等长处,因而运用较为广泛。点焊机器人依照示教程序规定的动作、顺序和参数进行点焊作业,其进程是彻底主动化的,并且具有与外 部设备通信的接口,能够通过这一接口承受上一级主控与管理计算机的操控指令进行作业。
  1、点焊机器人的根本功用
  点焊对所用的机器人的要求是不很高的。因为点焊只需点位操控,至于焊钳在点与点之间的移动轨道没有严厉要求。这也是机器人最早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不只需有满足的负载才能,并且在点与点之间移位时速度要方便,动作要平稳,定位要准确,以削减移位的时刻,前进作业效率。点焊机器人需求有多大的负载才能,取决于所用的焊钳方式。关于用与变压器别离的焊钳,30~45kg负载的机器人就满足了。可是,这种焊钳一方面因为二次电缆线长,电能损耗大,也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接;另一方面电缆线随机器人运动而不断摇摆,电缆的损坏较快。因而,现在逐步增多选用一体式焊钳。这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。考虑到机器人要有满足的负载才能,能以较大的加速度将焊钳送到空间方位进行焊接,一般都选用100~150kg负载的重型机器人。为了习惯接连点焊时焊钳短距离快速移位的要求。新的重型机器人增加了可在0.3s内完结50mm位移的功用。这对电机的功用,微机的运算速度和算法都提出更高的要求。
  2、 点焊机器人的焊接配备
  点焊机器人的焊接配备,因为选用了一体化焊钳,焊接变压器装在焊钳后边,所以变压器有必要尽量小型化。焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人属于标准焊接机器人的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。关于容量较小的变压器能够用50Hz工频沟通,而关于容量较大的变压器,现已开端选用逆变技能把50Hz工频沟通变为600~700Hz沟通,使变压器的体积削减、减轻。变压后能够直接用600~700Hz沟通电焊接,也能够再进行二次整流,用直流电焊接。焊接参数由定时器调理,参见图1b。新型定时器现已微机化,因而机器人操控柜能够直接操控定时器,无需另配接口。点焊机器人的焊钳,一般用气动的焊钳,气动焊钳两个电极之间的开口度一般只需两级冲程。并且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。近年来呈现一种新的电伺服点焊钳,如图4所示。焊钳的打开和闭合由伺服电机驱动,码盘反应,使这种焊钳的打开度能够依据实际需求恣意选定并预置。并且电极间的压紧力也能够无级调理。这种新的电伺服点焊钳具有如下长处:
  1)每个焊点的焊接周期可大起伏下降,因为焊钳的打开程度是由机器人准确操控的,机器人在点与点之间的移动进程、焊钳就能够开端闭合;而焊完一点后,焊钳一边打开,机器人就能够一边位移,不必等机器人到位后焊钳才结束会议或焊钳彻底打开后机器人再移动;
  2)焊钳打开度能够依据工件的情况恣意调整,只需不发生碰撞或干与尽可能削减打开度,以节约焊钳开度,以节约焊钳开合所占的时刻。
  3)焊钳闭合加压时,不只压力巨细能够调理,并且在闭合时两电极是悄悄闭合,削减撞击变形和噪声。
  ③弧焊机器人
  弧焊机器人是用于进行主动弧焊的工业机器人。弧焊机器人的组成和原理与点焊机器人根本相同,我国在20世纪80年代中期研发出华宇-Ⅰ型弧焊机器人。一般的弧焊机器人是由示教盒、操控盘、机器人本体及主动送丝设备、焊接电源等部分组成。能够在计算机的操控下实现接连轨道操控和点位操控。还能够使用直线插补和圆弧插补功用焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝。弧焊机器人首要有熔化极焊接作业和非熔化极焊接作业两品种型,具有可长时刻进行焊接作业、确保焊接作业的高出产率、高质量和高安稳性等特色。跟着技能的开展,弧焊机器人人正向着智能化的方向开展。
  1、 弧焊机器人的根本功用
  弧焊进程比点焊进程要杂乱得多,东西中心点(TCP),也就是焊丝端头的运动轨道、焊枪姿势、焊接参数都要求准确操控。所以,弧焊用机器人除了前面所述的一般功用外,还有必要具备一些合适弧焊要求的功用。
  尽管从理论上讲,有5个轴的机器人就能够用于电弧焊,可是对杂乱形状的焊缝,用5个轴的机器人会有困难。因而,除非焊缝比较简略,否则应尽量选用6轴机器人。
  弧焊机器人除前面提及的在作 ;之 ;字形角落焊或小直径圆焊缝焊接时,其轨道应能靠近示教的轨道之外,还应具备不同摇摆款式的软件功用,供编程时选用,以便作摇摆焊,并且摇摆在每一周期中的中止点处,机器人也应主动中止向前运动,以满足工艺要求。此外,还应有触摸寻位、主动寻觅焊缝起点方位、电弧跟踪及主动再引弧功用等。
  2、 弧焊机器人用的焊接设备
  弧焊机器人多选用气体维护焊办法(MA
  G、MI
  G、TIG),一般的晶闸管式、逆变式、波形操控式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都能够装到机器人上作电弧焊。因为机器人操控柜选用数字操控,而焊接电源多为模拟操控,所以需求在焊接电源与操控柜之间加一个接口。近年来,国外机器人出产厂都有自己特定的配套焊接设备,这些焊接设备内现已播人相应的接口板、所以在图1a中的弧焊机器人体系中并没有附加接口箱。应该指出,在弧焊机器人作业周期中电弧时刻所占的份额较大,因而在挑选焊接电源时,一般应按继续率100%来确定电源的容量。
  送丝机构能够装在机器人的上臂上,也能够放在机器人之外,前者焊枪到送丝机之间的软管较短,有利于坚持送丝的安稳性,而后者软管校长,当机器人把焊枪送到某些方位,使软管处于多曲折状况,会严重影响送丝的质量。所以送丝机的装置办法一定要考虑确保送丝安稳性的问题。
  四、 总结
  工业机器人技能的研讨、开展以及运用,有力的推动了世界工业技能的前进。特别是焊接机器人在高质高效的焊接出产中,发挥了极其重要的效果。尽管我国工业出产通过几十年的尽力,取得了很大的开展,但焊接出产作业的操作办法还相对比较落后而焊接机器人的呈现,不光能够改动传统的焊接出产作业形式,在下降出产工人劳作的前提下,极大的前进了焊接出产率和焊接质量。现在,机器人在国外得到了敏捷的开展,现已进入了一个全新技能阶段。尤其是工业兴旺的美国、日本等国,机器人现已形成了一个独立的工业,这使得我国在世界市场竞争愈加激烈,对工业机器人的需求会越来越大,我国的工业机器人工业将面对信的开展机会和来自国外的应战,咱们要掌握这一机会,迎接应战,为我国跻身于机器人强国之列而尽力。

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