《焊接機(jī)器人系統(tǒng)》PPT課件

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1、 第一節(jié) 焊接機(jī)器人概論 一 、 焊 接 機(jī) 器 人 的 定 義工 業(yè) 機(jī) 器 人 是 一 種 多 用 途 的 、 可 重 復(fù) 編 程 的 自動 控 制 操 作 機(jī) ， 具 有 三 個 或 更 多 可 編 程 的 軸 ， 用 于工 業(yè) 自 動 化 領(lǐng) 域 。焊 接 機(jī) 器 人 是 從 事 焊 接 作 業(yè) （ 包 括 切 割 與 噴 涂 ）的 工 業(yè) 機(jī) 器 人 。 二 、 焊 接 機(jī) 器 人 的 分 類1、 按 用 途 來 分 弧 焊 機(jī) 器 人 點 焊 機(jī) 器 人 2、 按 構(gòu) 形 來 分 側(cè) 置 式 （ 擺 式 ） 結(jié) 構(gòu) 平 行 四 邊 形 結(jié) 構(gòu) 3、 按 結(jié) 構(gòu) 坐 標(biāo) 系 特 點

2、來 分 球 坐 標(biāo) 型 全 關(guān) 節(jié) 型 直 角 坐 標(biāo) 型 圓 柱 坐 標(biāo) 型 4、 按 受 控 運(yùn) 動 方 式 來 分（ 1） 點 位 控 制 （ PTP） 型機(jī) 器 人 受 控 方 式 為 自 一 個 點 位 目 標(biāo) 移 向 另 一 個 點 位 目 標(biāo) ，只 在 目 標(biāo) 點 上 完 成 操 作 。 要 求 機(jī) 器 人 在 目 標(biāo) 點 上 有 足 夠 的定 位 精 度 。 相 鄰 目 標(biāo) 點 間 的 運(yùn) 動 方 式 有 兩 種 ： 一 是 各 關(guān) 節(jié)驅(qū) 動 機(jī) 以 最 快 速 度 趨 近 終 點 ， 各 關(guān) 節(jié) 視 其 轉(zhuǎn) 角 大 小 不 同 而到 達(dá) 終 點 有 先 有 后 ； 一 是 各

3、 關(guān) 節(jié) 同 時 趨 近 終 點 ， 由 于 各 關(guān)節(jié) 運(yùn) 動 時 間 相 同 ， 所 以 角 位 移 大 的 運(yùn) 動 速 度 較 高 。點 位 控 制 型 機(jī) 器 人 主 要 用 于 點 焊 作 業(yè) 。 （ 2） 連 續(xù) 軌 跡 控 制 （ CP） 型機(jī) 器 人 各 關(guān) 節(jié) 同 時 作 受 控 運(yùn) 動 ， 使 機(jī) 器 人 終 端 按 預(yù) 期的 軌 跡 和 速 度 運(yùn) 動 ， 為 此 各 關(guān) 節(jié) 控 制 系 統(tǒng) 需 要 實 時 獲取 驅(qū) 動 機(jī) 的 角 位 移 和 角 速 度 信 號 。連 續(xù) 軌 跡 控 制 只 要 用 于 弧 焊 機(jī) 器 人 。 氣 壓 驅(qū) 動氣 壓 驅(qū) 動 的 主 要 優(yōu)

4、 點 是 氣 源 方 便 ， 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 具 有 緩 沖 作用 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 成 本 低 ， 易 于 保 養(yǎng) ； 主 要 缺 點 是 功 率 質(zhì)量 比 小 ， 裝 置 體 積 大 ， 定 位 精 度 不 高 。氣 壓 驅(qū) 動 機(jī) 器 人 適 用 于 易 燃 、 易 爆 和 灰 塵 大 的 場 合 。5、 按 驅(qū) 動 方 式 來 分 液 壓 驅(qū) 動液 壓 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 的 功 率 質(zhì) 量 比 大 ， 驅(qū) 動 平 穩(wěn) ， 且 系 統(tǒng) 的固 有 效 率 高 、 快 速 性 好 ， 同 時 液 壓 驅(qū) 動 調(diào) 速 比 較 簡 單 ，能 在 很 大 范 圍 實 現(xiàn) 無 級 調(diào) 速 ； 其

5、 主 要 缺 點 是 易 露 油 ，影 響 工 作 穩(wěn) 定 性 和 定 位 精 度 ， 污 染 環(huán) 境 ， 另 外 需 要 配備 復(fù) 雜 的 管 路 系 統(tǒng) ， 成 本 較 高 。液 壓 驅(qū) 動 多 用 于 要 求 輸 出 力 大 、 運(yùn) 動 速 度 較 低 的 場 合 。 電 氣 驅(qū) 動易 于 控 制 ， 運(yùn) 動 精 度 高 ， 使 用 方 便 ， 成 本 低 廉 ， 驅(qū) 動 效 率高 ， 不 污 染 環(huán) 境 ， 是 最 普 遍 、 應(yīng) 用 最 多 的 驅(qū) 動 方 式 。電 氣 驅(qū) 動 可 細(xì) 分 為 步 進(jìn) 電 機(jī) 驅(qū) 動 、 直 流 電 機(jī) 驅(qū) 動 、 無 刷 直流 電 機(jī) 驅(qū) 動 、

6、交 流 伺 服 電 機(jī) 驅(qū) 動 等 多 種 方 式 。 無 刷 電 機(jī) 驅(qū)動 有 著 最 大 的 轉(zhuǎn) 矩 質(zhì) 量 比 ， 由 于 沒 有 電 刷 ， 其 可 靠 性 極 高 ，幾 乎 不 需 任 何 維 護(hù) 。 直 流 伺 服 電 動 機(jī) 原 理 無 刷 電 動 機(jī) 原 理 三 、 焊 接 機(jī) 器 人 系 統(tǒng) 組 成 機(jī) 器 人 操 作 機(jī) 變 位 機(jī) 控 制 器 焊 接 系 統(tǒng) 焊 接 傳 感 器 中 央 控 制 計 算 機(jī) 安 全 設(shè) 備 焊 接 機(jī) 器 人 控 制 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 原 理 四 、 機(jī) 器 人 的 應(yīng) 用 方 式 1、 機(jī) 器 人 工 作 單 元 2、 帶 機(jī) 器 人 的

7、生 產(chǎn) 線 五 、 機(jī) 器 人 焊 接 的 主 要 優(yōu) 點 1、 焊 接 質(zhì) 量 高 ， 穩(wěn) 定 性 好 ；2、 可 提 高 勞 動 生 產(chǎn) 率 ；3、 改 善 勞 動 條 件 ；4、 降 低 工 人 技 術(shù) 操 作 水 平 ；5、 縮 短 產(chǎn) 品 更 新 換 代 周 期 ；6、 降 低 生 產(chǎn) 成 本 ；7、 柔 性 化 程 度 高 ， 可 實 現(xiàn) 小 批 量 產(chǎn) 品 的 焊 接 自 動 化 ；8、 在 各 種 極 限 條 件 下 完 成 焊 接 作 業(yè) 。 六 、 機(jī) 器 人 焊 接 的 發(fā) 展 階 段 1、 示 教 再 現(xiàn)2、 離 線 編 程3、 自 主 編 程 七 、 機(jī) 器 人 焊

8、接 發(fā) 展 概 況 自 1962年 美 國 推 出 實 際 上 第 一 臺 Unimate型 和 Versatran型 工 業(yè) 機(jī) 器 人 以 來 ， 機(jī) 器 人 已 經(jīng) 廣 泛 應(yīng) 用 于 各 行 各 業(yè) ，主 要 進(jìn) 行 焊 接 、 裝 配 、 搬 運(yùn) 、 加 工 、 噴 涂 、 碼 垛 等 復(fù) 雜作 業(yè) ， 其 中 半 數(shù) 以 上 為 焊 接 機(jī) 器 人 。 Versatran機(jī) 器 人 Unimate機(jī) 器 人 第二節(jié)焊接機(jī)器人系統(tǒng)的基本配置 內(nèi) 容焊 接 機(jī) 器 人 操 作 機(jī)機(jī) 器 人 焊 接 系 統(tǒng)外 圍 設(shè) 備 一 、 焊 接 機(jī) 器 人 操 作 機(jī) 的 選 擇1、 自 由 度

9、 ： 焊 接 機(jī) 器 人 基 本 都 屬 于 6軸 關(guān) 節(jié) 式 ，其 中 1、 2、 3軸 的 運(yùn) 動 是 把 焊 槍 （ 焊鉗 ） 送 到 焊 接 位 置 ， 而 4、 5、 6軸 的運(yùn) 動 是 解 決 焊 槍 （ 焊 鉗 ） 的 姿 態(tài) 問 題 。 3、 機(jī) 構(gòu) 形 式 ：2、 驅(qū) 動 方 式 ： 各 關(guān) 節(jié) （ 軸 ） 的 運(yùn) 動 基 本 采 用 交 流 伺服 電 機(jī) 驅(qū) 動 。 由 于 交 流 伺 服 電 機(jī) 沒 有碳 刷 ， 動 特 性 好 ， 負(fù) 載 能 力 強(qiáng) ， 機(jī) 械臂 運(yùn) 動 速 度 快 ， 故 障 率 低 ， 免 維 護(hù) 時 間 長 。 二 、 機(jī) 器 人 焊 接 系 統(tǒng)

10、 的 選 擇1、 弧 焊 裝 置 焊 接 電 源1、 負(fù) 載 持 續(xù) 率 %100100 TtFS止時間負(fù)載持續(xù)運(yùn)行時間休負(fù)載持續(xù)運(yùn)行時間 eefeef IFSFSIFSIFSI 22 2、 電 源 種 類普 通 焊 接 電 源 （ 晶 閘 管 ）具 有 減 少 短 路 過 渡 飛 濺 的 氣 體 保 護(hù) 焊 接 電 源（ 波 形 控 制 ， 表 面 張 力 過 渡 ）顆 粒 過 渡 或 者 射 流 過 渡 用 大 電 流 電 源（ 晶 閘 管 ， FS 100%， 射 流 過 渡 MAG焊 、 粗 絲 大 電 流 CO 2保 護(hù) 潛 弧 焊 或 雙 絲 焊 ）特 殊 功 能 焊 接 電 源（

11、 方 波 交 流 電 源 、 帶 專 家 系 統(tǒng) 的 協(xié) 調(diào) 控 制 電 源 和 模 糊 控 制 電 源 等 ） 送 絲 裝 置1、 送 絲 機(jī) （ 安 裝 方 式 ， 送 絲 輪 ， 控 制 方 式 ， 送 絲 方 式 ）2、 送 絲 軟 管 （ 結(jié) 構(gòu) ， 送 絲 導(dǎo) 管 ）3、 焊 槍 （ 鵝 頸 彎 曲 角 ， TCP的 調(diào) 整 ， 拉 絲 焊 槍 ） 防 撞 傳 感 器 影 響 送 絲 穩(wěn) 定 性 的 因 素 送 絲 機(jī) 的 送 絲 速 度 控 制 精 度 不 高 ； 送 絲 輪 的 壓 緊 力 不 適 合 ； 送 絲 導(dǎo) 管 和 焊 絲 的 直 徑 不 匹 配 ； 焊 絲 表 面

12、銅 鍍 層 脫 落 ； 導(dǎo) 絲 管 過 長 或 者 彎 曲 角 度 過 大 ； 焊 槍 鵝 頸 角 度 不 合 適 ； 2、 點 焊 裝 置 焊 鉗 ； 變 壓 器 ； 定 時 器 。 變 壓 器 與 機(jī) 器 人 分 離 ； 變 壓 器 裝 在 機(jī) 器 人 的 上 臂 上 ； 變 壓 器 與 焊 鉗 組 合 成 一 體 式 。裝 備 組 成 結(jié) 構(gòu) 形 式 一 體 式 焊 鉗 氣 動 焊 鉗 其 電 極 的 張 開 和 閉 合 由 壓 縮 空氣 通 過 氣 缸 驅(qū) 動 。 一 般 有 兩 個 局 限 ：一 是 電 極 的 張 開 度 一 般 只 有 兩 級 ，大 的 張 開 度 （ 大 沖 程

13、 ） 主 要 是 為 了方 便 把 焊 鉗 深 入 工 件 較 深 的 部 位 ，不 會 發(fā) 生 焊 鉗 和 工 件 的 干 涉 或 者 碰撞 ； 小 的 張 開 度 （ 小 沖 程 ） 是 在 連續(xù) 點 焊 時 ， 為 了 減 小 焊 鉗 開 合 的 時間 ， 提 高 工 作 效 率 。 焊 鉗 的 電 極 開合 度 在 編 程 時 根 據(jù) 工 件 情 況 進(jìn) 行 設(shè)定 。 二 是 電 極 的 壓 緊 力 一 旦 設(shè) 定 ，在 焊 接 過 程 中 不 能 變 動 。 電 伺 服 點 焊 鉗 電 動 焊 鉗 其 電 極 的 張 開 和 閉 合 是 由 伺 服 電 機(jī) 驅(qū) 動 及 碼 盤 反 饋

14、 閉 環(huán) 控 制 ， 張 開 度 可 以 根 據(jù)需 要 在 編 程 時 任 意 設(shè) 定 ， 而 且 電 極 間 的 壓 緊 力 （ 由 電 機(jī) 電 流 控 制 ） 也 能 實 現(xiàn) 無 級調(diào) 節(jié) 。 這 種 具 有 以 下 優(yōu) 點 ： i 大 幅 度 降 低 每 一 個 焊 點 的 焊 接 周 期 。 由 于 焊 鉗 張 合 的 整 個 過 程 都 由 計 算 機(jī) 精確 監(jiān) 控 ， 所 以 機(jī) 器 人 在 焊 點 間 移 動 過 程 中 ， 焊 鉗 就 可 以 閉 合 ； 焊 完 一 點 后 ， 焊 鉗一 邊 打 開 ， 機(jī) 器 人 就 可 以 一 邊 移 動 ， 而 不 必 象 氣 動 焊 鉗

15、 那 樣 必 須 等 焊 鉗 完 全 張 開后 才 能 移 動 ， 也 不 必 等 機(jī) 器 人 到 位 后 才 開 始 閉 合 。 ii 焊 鉗 的 張 開 度 可 以 根 據(jù) 工 件 情 況 任 意 調(diào) 節(jié) ， 只 要 不 發(fā) 生 干 涉 或 者 碰 撞 ， 可 以盡 可 能 減 小 張 開 度 ， 以 減 少 焊 鉗 開 合 時 間 ， 提 高 焊 接 效 率 。 iii 焊 鉗 閉 合 加 壓 時 ， 不 僅 壓 力 大 小 可 以 任 意 調(diào) 節(jié) ， 而 且 兩 電 極 的 閉 合 速 度 也 是可 變 的 ， 開 始 快 后 來 慢 ， 最 后 輕 輕 地 和 工 件 接 觸 ， 減

16、 少 電 極 沖 擊 和 工 件 變 形 ， 必要 時 還 可 以 調(diào) 節(jié) 焊 接 過 程 中 的 壓 力 大 小 ， 減 少 點 焊 噴 濺 。 焊 接 定 時 器1、 以 前 的 定 時 器 大 多 與 機(jī) 器 人 控 制 柜 分 離 開 ， 控 制 柜 只 控 制 機(jī) 器 人 的 運(yùn) 動 、焊 鉗 姿 態(tài) 和 開 合 ， 定 時 器 控 制 焊 接 的 電 參 數(shù) 和 通 電 時 間 （ 周 波 數(shù) ） 。 如 果 兩者 之 間 通 過 控 制 柜 與 定 時 器 之 間 的 I/O口 進(jìn) 行 通 訊 ， 則 編 程 時 不 能 對 焊 接 參數(shù) 進(jìn) 行 任 意 編 程 ， 只 能 從

17、定 時 器 預(yù) 先 設(shè) 定 的 幾 組 參 數(shù) 中 挑 選 一 組 ；2、 定 時 器 是 單 片 機(jī) 或 工 控 機(jī) 進(jìn) 行 控 制 的 ， 則 機(jī) 器 人 控 制 柜 可 通 過 一 個 接 口直 接 控 制 焊 接 參 數(shù) ， 所 有 參 數(shù) 都 可 由 編 程 器 在 編 程 時 直 接 輸 入 和 預(yù) 置 。 機(jī) 器人 和 定 時 器 一 體 式 時 ， 可 節(jié) 省 作 業(yè) 空 間 ， 不 需 要 機(jī) 器 人 控 制 柜 和 定 時 器 之 間的 接 口 ， 方 便 可 靠 。 焊 鉗 防 撞 措 施點 焊 機(jī) 器 人 由 于 焊 鉗 較 重 ， 不 能 安 裝 象 弧 焊 機(jī) 器

18、人 那 樣 的 防 撞 傳 感 器 ， 因 此要 求 點 焊 機(jī) 器 人 的 控 制 柜 具 備 在 機(jī) 器 人 或 者 焊 鉗 與 周 邊 設(shè) 備 或 者 工 件 發(fā) 生 碰 撞 ， 即 在 負(fù) 載 超 出 限 定 值 時 ， 能 立 即 停 止 機(jī) 器 人 運(yùn) 動 的 功 能 ， 甚 至 還 能 自 動后 退 ， 避 免 焊 鉗 與 工 件 緊 頂 而 損 壞 工 件 或 者 焊 鉗 。 三 、 外 圍 設(shè) 備 機(jī) 器 人 底 座 和 機(jī) 架 機(jī) 器 人 移 動 裝 置 工 件 的 固 定 工 作 臺 焊 接 工 裝 夾 具 工 件 變 位 裝 置 焊 槍 噴 嘴 清 理 裝 置 焊 絲

19、切 剪 裝 置 焊 鉗 電 極 的 修 整 、 更 換 裝 置 1、 機(jī) 器 人 的 底 座 和 機(jī) 架 2、 工 件 和 機(jī) 器 人 的 移 位 和 變 位 裝 置 復(fù) 合 型 變 位 機(jī) 搬 運(yùn) 機(jī) 器 人 變 位 機(jī) 與 變 位 機(jī) 相 比 較 ， 搬 運(yùn) 機(jī) 器 人 作 為 變 位 機(jī) ， 其 靈 活 性 、 柔 性 和 精度 都 更 高 ； 搬 運(yùn) 機(jī) 器 人 負(fù) 載 能 力 大 ， 可 以 將 卡 具 和 工 件 一 同 提 起 送 給 焊 接 機(jī)器 人 進(jìn) 行 焊 接 ， 從 而 焊 接 機(jī) 器 人 可 以 選 用 較 小 的 型 號 以 降 低 成 本 ； 用 搬 運(yùn) 機(jī) 器

20、人 作 為 變 位 機(jī) 容 易 實 現(xiàn) 雙 機(jī) 器 人 的 協(xié) 調(diào) 運(yùn) 動 ， 可 以 更好 地 焊 接 復(fù) 雜 曲 線 的 焊 縫 理 想 ， 使 焊 縫 在 姿 態(tài) 下 焊 接 ； 當(dāng) 需 要 更 換 工 件 時 ， 只 需 要 更 換 卡 具 和 機(jī) 器 人 程 序 ， 工 作 量 小 ，耗 時 少 ， 換 型 快 ； 機(jī) 器 人 作 為 變 位 機(jī) 所 用 卡 具 大 多 是 比 較 簡 單 的 通 用 抓 手 ， 制 造 成本 低 ； 機(jī) 器 人 作 為 變 位 機(jī) 還 可 以 發(fā) 揮 其 搬 運(yùn) 能 力 的 作 用 ， 即 可 以 從 一 處搬 運(yùn) 來 工 件 進(jìn) 行 焊 接 ，

21、焊 接 完 成 以 后 又 可 以 將 工 件 送 到 其 它 位 置 進(jìn) 行 作 業(yè) ， 從 而 加 快 了 工 件 的 輸 送 速 度 ， 也 可 節(jié) 省 工 件 輸 送 設(shè) 備的 投 資 。 3、 其 它 輔 助 裝 置焊 槍 噴 嘴 的 清 理 裝 置 焊 絲 剪 斷 裝 置 換 槍 裝 置 點 焊 鉗 電 極 的 清 理 和 修 整 裝 置點 焊 機(jī) 器 人 的 效 率 比 普 通 電 焊 機(jī) 的 效 率 高 很 多 ， 電 極 容 易磨 損 或 變 形 ， 特 別 是 點 焊 鍍 鋅 、 鍍 錫 或 鍍 鉛 鋼 板 時 ， 電 極會 被 鍍 層 材 料 污 染 而 影 響 焊 接

22、質(zhì) 量 。 因 此 ， 需 要 每 焊 一 個或 幾 個 焊 點 就 對 電 極 進(jìn) 行 清 理 ， 連 續(xù) 焊 接 一 段 時 間 后 應(yīng) 對變 形 的 電 極 端 部 進(jìn) 行 整 形 。 清 理 方 法 一 般 采 用 鋼 刷 或 銑 刀 ，整 形 一 般 采 用 成 形 銑 刀 。 目 前 ， 點 焊 機(jī) 器 人 生 產(chǎn) 廠 家 一 般都 有 配 套 的 電 極 清 理 和 整 形 裝 置 。 安 全 與 衛(wèi) 生 裝 置安 全 圍 欄安 全 保 衛(wèi) 設(shè) 施 （ 接 近 開 關(guān) 、 光 柵 欄 、 安 全 地 毯 、 急 停 按 鈕 ）排 煙 裝 置 活 接 頭 第三節(jié) 焊接機(jī)器人工作站

23、一 、 簡 易 焊 接 機(jī) 器 人 工 作 站1、 產(chǎn) 品 對 象 凡 是 焊 接 時 工 件 不 需 要 變 位 的 場 合 ， 并 且 機(jī) 器 人 的 活 動范 圍 又 能 達(dá) 到 所 有 焊 縫 或 焊 點 位 置 的 場 合 ， 都 可 以 采 用 簡易 焊 接 機(jī) 器 人 工 作 站 。2、 特 點 是 能 用 于 焊 接 生 產(chǎn) 的 、 最 小 組 成 的 焊 接 機(jī) 器 人 系 統(tǒng) ； 操 作 簡 單 ， 易 于 掌 握 ， 故 障 率 低 ； 投 資 小 ， 見 效 快 ， 投 資 回 報 率 高 。 3、 基 本 組 成 弧 焊 機(jī) 器 人 ： 包 括 機(jī) 器人 本 體 、

24、機(jī) 器 人 控 制 柜 、示 教 盒 等 焊 接 系 統(tǒng) ： 弧 焊 電 源 和接 口 、 送 絲 機(jī) 、 焊 絲 盤 、送 絲 軟 管 、 焊 槍 、 防 撞 傳感 器 及 各 設(shè) 備 間 相 連 接 的電 纜 、 氣 管 和 冷 卻 水 管 等 機(jī) 器 人 底 座 或 機(jī) 架 工 裝 夾 具 ： 工 作 臺 、 工件 夾 具 輔 助 裝 備 ： 圍 欄 、 安 全保 護(hù) 設(shè) 施 和 排 煙 罩 等 ， 必 要 時 還 可 加 裝 焊 槍 噴 嘴 清理 和 剪 切 焊 絲 裝 置 。 弧 焊 機(jī) 器 人 工 作 站 點 焊 機(jī) 器 人 ： 機(jī) 器 人 本 體 、 機(jī) 器 人 控 制 柜 和

25、編 程 盒 等 焊 接 系 統(tǒng) ： 一 體 式 焊 鉗 、 定 時 器 和 接 口 ， 各 設(shè) 備 間 的 連 接 電 纜 、 壓 縮 空 氣 管 和 冷 卻 水 管 等 機(jī) 器 人 底 座 或 機(jī) 架 工 裝 夾 具 ： 工 作 臺 、 工 件 夾 具 輔 助 裝 備 ： 電 極 修 整 裝 置 、 圍 欄 、 安 全 保 護(hù) 設(shè) 施 等 點 焊 機(jī) 器 人 工 作 站 4、 應(yīng) 用 實 例 二 、 變 位 機(jī) 和 焊 接 機(jī) 器 人 組 合 的 工 作 站1、 回 轉(zhuǎn) 臺 弧 焊 機(jī) 器 人 的 工 作 站 2、 旋 轉(zhuǎn) 傾 斜 變 位 機(jī) 弧 焊 機(jī) 器 人 工 作 站 3、 翻 轉(zhuǎn) 機(jī)

26、 弧 焊 機(jī) 器 人 工 作 站 4、 龍 門 機(jī) 架 弧 焊 機(jī) 器 人 工 作 站 5、 滑 軌 弧 焊 機(jī) 器 人 工 作 站 6、 焊 接 機(jī) 器 人 搬 運(yùn) 機(jī) 器 人 工 作 站 三 、 焊 接 機(jī) 器 人 與 周 邊 設(shè) 備 作 協(xié) 調(diào) 運(yùn) 動的 工 作 站 熔 化 焊 過 程 中 ， 如 果 能 使 整 條 焊 縫 各 點 熔 池 始 終 處于 水 平 或 者 稍 微 下 坡 狀 態(tài) ， 則 焊 縫 成 形 最 平 滑 、 最美 觀 ， 焊 縫 質(zhì) 量 也 最 好 。 這 就 要 求 變 位 機(jī) 在 整 個 焊接 過 程 中 與 機(jī) 器 人 協(xié) 調(diào) 動 作 ， 共 同 合 成

27、焊 縫 的 軌 跡 ，并 保 持 焊 接 速 度 和 焊 槍 姿 態(tài) 在 要 求 范 圍 之 內(nèi) 。 必 要 性 第五節(jié) 焊接柔性制造系統(tǒng) 柔 性 制 造 系 統(tǒng) （ FMS） 的 定 義 ：n一 個 由 計 算 機(jī) 控 制 整 個 生 產(chǎn) 過 程 的 系 統(tǒng) ；n采 用 多 臺 半 獨(dú) 立 的 數(shù) 控 加 工 設(shè) 備 （ 如 數(shù) 控 機(jī) 床 、機(jī) 器 人 工 作 站 等 ） ；n這 些 加 工 設(shè) 備 通 過 物 料 輸 送 系 統(tǒng) 相 互 連 接 。 一 、 系 統(tǒng) 基 本 組 成 焊 接 機(jī) 器 人 工 作 站 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 二 、 控 制 與 編 程 方 法運(yùn) 行 方 式 與 模

28、 式 自 動 模 式 ： 所 有 命 令 都 自 動 執(zhí) 行 ；手 動 模 式 ： 所 有 運(yùn) 行 命 令 只 能 通 過 相 應(yīng) 的 按 鈕 來 操 作 ， 但必 須 依 照 合 法 的 操 作 順 序 運(yùn) 動 才 能 實 現(xiàn) ；維 修 模 式 ： 在 這 種 模 式 下 所 有 限 定 都 失 去 作 用 ， 因 此 操 作起 來 比 較 容 易 出 現(xiàn) 事 故 ， 只 允 許 在 設(shè) 備 維 修 時 由 高 級 管 理 人員 輸 入 正 確 的 密 碼 后 才 能 操 作 。 控 制 方 法 用 戶 級 ： 這 是 平 時 使 用 的 工 作 級 別 ， 設(shè) 定 在 這 級 別 時 ，操

29、 作 人 員 不 能 更 改 生 產(chǎn) 線 的 基 本 參 數(shù) ；服 務(wù) 級 ： 設(shè) 定 在 這 個 級 別 時 ， 操 作 人 員 只 能 更 改 工 件 輸送 系 統(tǒng) 的 搜 索 模 式 或 移 動 命 令 ， 但 不 能 更 改 生 產(chǎn) 線 的 基 本參 數(shù) ；高 級 管 理 級 ： 必 須 由 高 級 管 理 員 輸 入 密 碼 才 能 進(jìn) 入 這 個級 別 ， 這 是 系 統(tǒng) 的 所 有 參 數(shù) 都 可 以 修 改 。 編 程 W-FMS中 每 臺 機(jī) 器 人 的 編 程 與 一 般 焊 接 機(jī) 器 人 工 作 站 的 編 程一 樣 ， 可 以 用 示 教 盒 進(jìn) 行 在 線 編 程

30、或 者 通 過 編 程 軟 件 進(jìn) 行 離 線 編程 ， 然 后 把 程 序 下 載 到 機(jī) 器 人 控 制 柜 。 但 由 一 點 必 須 注 意 ， 一 套程 序 應(yīng) 能 在 相 關(guān) 的 不 同 機(jī) 器 人 工 作 站 之 間 傳 輸 和 使 用 。 因 此 ， 在必 要 時 應(yīng) 先 運(yùn) 作 接 觸 尋 位 子 程 序 ， 以 自 動 修 正 程 序 的 位 置 參 數(shù) ，使 能 適 應(yīng) 兩 個 不 同 工 作 站 上 工 件 的 空 間 位 置 的 細(xì) 微 差 異 。 機(jī) 器 人 工 作 站 的 全 部 運(yùn) 行 程 序 ， 包 括 龍 門 機(jī) 架 、 變 位 機(jī) 的 動作 在 內(nèi) ， 一

31、 般 都 由 機(jī) 器 人 的 控 制 柜 或 工 作 站 的 控 制 柜 來 控 制 ， 而工 作 站 以 外 的 設(shè) 備 ， 主 要 是 子 母 車 的 運(yùn) 動 、 停 靠 位 置 和 工 件 裝 卸與 識 別 等 則 由 控 制 中 心 的 PLC控 制 。 整 個 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 作 由 中 心 計 算機(jī) 監(jiān) 控 及 統(tǒng) 一 指 揮 ， 包 括 每 一 個 機(jī) 器 人 工 作 站 應(yīng) 調(diào) 用 哪 套 程 序 進(jìn)行 焊 接 。 三 、 生 產(chǎn) 特 點W-FMS是 一 種 適 應(yīng) 多 品 種 、 中 小 批 量 產(chǎn) 生 的 柔 性 化 系 統(tǒng) ； W-FMS雖 然 可 以 適 應(yīng) 各 種 類 型 工 件 進(jìn) 行 自 動 化 焊 接 生 產(chǎn) ，但 一 般 還 是 要 進(jìn) 行 針 對 性 專 業(yè) 化 生 產(chǎn) 制 造 ； 工 件 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 使 機(jī) 器 人 具 有 良 好 的 可 達(dá) 性 ， 并 且 盡 量 采 用 T型 坡 口 ， 避 免 I型 坡 口 的 對 接 接 頭 ， 使 機(jī) 器 人 在 運(yùn) 行 時 電 弧跟 蹤 時 更 加 有 效 ； W-FMS各 工 作 站 焊 接 工 件 的 周 期 （ 節(jié) 拍 ） 要 均 衡 。