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1、任务二弧焊机器人的选型焊接机器入是应用最为广泛的工业机器人，要选择合适的焊接机器人，了解焊接机器人的性能显得非常重要。【知识准备】一、弧焊机器人的选择依据选择弧焊机器人时，应根据焊接工件的形状和大小来选择机器入的工作范国，一般保证一次将工件上的所有焊点都焊到为准：其次考虑效率和成本，选择机器入的轴数和速度以及负载能力。在其他情况同等的情况下，应优先选择具备内巻弧焊程序的工业机器人，便于程序的编制和调试；应优先选择能够在上臂内置焊枪电缆，底部还可以内垃焊接地线电缆、保护气气管的工业机器人，这样在减少电缆活动空间的同时，也延长了电缆的寿命。对于焊接机器人，还要考虑焊接用的专用技术指标。（1）可以适
2、用的焊接方法。这对弧焊机器人尤为重要。这实质上反映了机器人控制和驱动系统抗干扰的能力。一般弧焊机器人只采用熔化极气体保护焊方法，因为这些焊接方法不需采用髙频引弧起焊，机器人控制和驱动系统没有特殊的抗干扰措施。能采用鸨极氯弧焊的弧焊机器人是近几年的新产品，它有一套特殊的抗干扰措施。（2）摆动功能。关系到弧焊机器人的工艺性能。目前弧焊机器人的摆动功能差别很大，有的机器人只有固左的几种摆动方式，有的机器人只能在x-y平而内任意设立摆动方式和参数。最佳的选择是能在空间（x-y,z）范羽内任意设眾摆动方式和参数。（3）焊接工艺故障自检和自处理功能。对于常见的焊接工艺故障，如弧焊的粘丝、断丝等，如不及时采
3、取措施，则会发生损坏机器人或报废工件等大事故。因此，机器入必须具有检岀这类故障并实时自动停车报警的功能。（4）引弧和收弧功能。焊接时起弧、收弧处特别容易产生二生气孔、裂纹等缺陷。为确保焊接质量，在机器人焊接中，通过示教应能设左和修改引弧和收孤参数，这是弧焊机器人必不可少的功能。（5）焊接尖端点示教功能。是一种在焊接示教时十分有用的功能，即在焊接示教时，先示教焊缝上某一点的位置，然后调整其焊枪或焊钳姿态，在调整姿态时，原示教点的位垃完全不变。二.FANUCR-OiA焊接机器人1.FANUCR-OiA机器人本体结构FANUCR-OiA是多功能智能六轴机器人，机器人各部和动作轴的运动范国如图3-12
4、所示。图31FANUCR-OiA机器人动作轴的运动范鬧203187R-OiA工业机器人本体的技术参数见表3-41表31.FANUCR-OiA机器人技术参数安装方式地而、壁挂、倒挂自由度6轴(JKJ2、J3、J4、J5.J6)可达半径1437mm重复宦位精度0.08mm运动范围（最大旋转速度）J1360(2257s)J2250(215/s)J3455(2257s)J4380(425/s)J5280(425/s)J6720(625/s)手腕部可搬运质量3kg手腕允许负载转矩J48.9NmJ58.9NmJ63.0Nm手腕允许负载转动惯量J40.280kgnrJ50.280kgnrJ60.035kgn
5、r机器人质量99kg安装环境要求环境温度0-45C环境湿度通常在75RH以下（无结霜现象）短期在95%RH以下（1个月内）振动加速度W0.5g2.FANUCR-OiA机器人特点R-OiA机器人机身设讣紧凑、细巧，整体结构超轻量，该款机器人最大亮点是具有卓越的髙性价比，性能更优越，FANUCR-OiA特点诸多：1、设计极致：其手臂既具有负载能力，又轻量，紧凑，设计可谓已达极致：2、重疑轻：与同系列机器人相比较，R-OiA机器人的本体重量进一步降低，仅110kg；3、动作性能更优越：在同系列中具有最髙性能的动作能力，平均提速6%,其中J2轴最高提速髙达13%：4、高性能：采用最新的伺服技术，重复左
6、位精度髙达0.0811111!,实现髙精度和高可靠的性能：5、安装多样：不但可实现地装式、天吊式、倾斜式安装，而且吊装时能实现有效地反转运动:6、拥有广阔的动作范|1习：针对弧焊应用，具有同类级别弧焊机器人最大的手臂长度和行程距离，达1437mm,与原来的M-lOtA相比，手臂长度和行程都得到有效扩展；7、配套协调：针对弧焊应用，可与变位机协调动作，也可在控制器R-30iAMate上追加附加轴机柜（可选），用于驱动付加轴变位机，完美实现各种高质呈:、高效的弧焊应用。3R-30iAMate控制柜特点R-30iAMate控制柜集中了FANUC各种最先进的新一代机器人控制器，具有性能髙，响应快，安全
7、性能强等特点。作为集成了视学功能的机器人控制器，将大量节约为实现柔性生产所需的周边设备成本。基于FANUC自身软件平台研发的各种功能强大的点焊、涂胶、搬运等专用软件，在使机器人的操作变得更加简单的同时，也使系统具有彻底免疫计算机病毒的功能。1）减轻了自重，并通过巧妙的设计改变了示教盒的重心，改善了整体的平衡性，使示教、操作变得更轻松。2）通过金属接头及塑料护套加强了电缆接头处的防护，再也不用担心由于拉拽刮擦造成的电缆损坏。3）增加了附加轴切换的快捷键及电源指示灯，简化了操作步骤。4）可在示教盒上选装USB借口，使程序的备份导入变得更方便。4.R-30iAMate控制柜的构成R-301AMate
8、控制柜主要有主板、L0印刷电路板、急停板、MCC单元、电源单元等构成，R-301A内部部件构成单元如图343.314所示。急停按钮示敎操作盘风扇电机伺服放人器方式开关急停按钮口配电盘I电池I5J电澹单元可选插槽RCCLF单元(仅限M-900ZA/260L,:M-JOOzASO)/无戏开关柜门风扇图32R-30iANIate控制柜内部部件安装图（前面）变压器图33R-30iANIate控制柜内部部件安装图（背面）风扇单元断路器后面板急停单元5.R-30iAMate控制柜构成单元的功能1）主板主板上安装有微处理器及其外用电路、存储器、以及操作箱控制电路。此外，主板还进行伺服系统的位宜控制。2）I/
9、O印刷电路板、FANUCLOUmt-MODELA根据I/O处理等应用备有各类印刷电路板。此外，还可以安装FANUCI/OUmt-MODELA,在这种情况下，可以选择各类输入/输岀类型。全部通过FANUCLOLuik来连接。3）急停板、MCC单元急停板、MCC单元用来对急停系统、伺服放大器的电磁接触器以及预备充电进行控制。4）电源单元电源单元用来将AC电源转换为各类DC电源。5）后而板后面板上安装有各类控制板。6）示教操作盘包括机器人的编程作业在内的所有作业，都通过此示教操作盘进行操作。另外，示教操作盘还通过LCD（液晶显示屏）进行控制装置的状态、数据等的显示。7）伺服放大器伺服放大器进行伺服电
10、机的控制、脉冲编码器信号的接收、制动器控制、超程、机械手断裂等方而的控制。8）操作箱/操作而板操作箱/操作而板通过按钮和LED进行机器人的状态显示、起动等操作。此外，操作箱/操作而板还提供有用来连接外部设备的串行接口、USB接口。操作箱/操作面板进行急停系统的控制。9）变压器变压器由输入电源向控制装置提供所需的AC电压。10）风扇单元、热交换器风扇单元和热交换器用来冷却控制装垃内部。11）断路器在由于控制装置内部的电气系统异常、或者输入电源异常而流过强电流时，为了保护设备，输入电源连接于断路器。12）再生电阻再生电阻作为用来释放伺服电机的反电动势而连接于伺服放大器上。三、焊接机器人标准弧焊功能
11、1.再引弧功能在工件引弧点处有铁锈、汕污、氧化皮等杂物时，可能会导致引弧失败*通常，如果引狐失败，机器人会发岀引弧失败”的信息，并报警停机。:当机器人应用于生产线时，如果引弧失败，便有可能导致整个生产线的停机。为此，可利用再引弧功能来有效的阻止这种情况的发生。再引弧实现的步骤如图315所示。与再引弧功能相关的最大引弧次数、退丝时间、平移量以及焊接速度、电流、电压等参数均可在焊接辅助条件文件中设左。b）从引孤火败点处移开一点.进行再引弧。C）引弧成功，返回引呱点，之后继续以正常焊接条件进行焊接作业。图34再引弧实现的步骤2.再启动功能因为工件缺陷或其他偶然因素，有可能出现焊接中途断弧的现象，并导
12、致机器人报警停机。若在机器人停I上位置继续焊接、焊缝容易岀现裂纹。利用再启动功能可有效地预防产生焊缝裂纹。利用再启动功能后，将按照在“焊接辅助条件文件中指泄的方式继续动作。断弧后的再启动方法有三种。1）不再引弧，但输出异常信号，输出“断弧、再启动中“的信息，机器人继续动作。走完焊接区间后，输岀断弧、再启动处理完成的信息.之后继续正常的焊接动作。如图3J6所示。2）引弧后，以指左搭接量返回一段,之后以正常焊接条件继续动作如图3-17所示。3）如果断弧是由机器人不可克服的因素导致的，则停机后必须由操作者手工介人。手工介人解决问题后，使机器人回到停机位置，然后按“启动”按钮，使其以预先设立的搭接量返
13、回，之后再进行引狐、焊接等作业。如图318所示。图37断弧后的再启动方法33自动解除粘丝的功能对于大多数的自动焊机来说，都具有防粘丝功能。即：在熄弧时，焊机会输岀一个瞬问相对高电压以进行粘丝解除。尽管如此，在焊接生产中仍会出现粘幺攵的现象，这就需要利用机器人的自动解除粘丝功能进行解除。若使用该功能，即使检测到粘丝，也不会马上输岀粘线中”信号，而是自动施加一立的电压，进行解除粘丝的处理。自动解除粘丝功能也是利用一个瞬间相对髙电压以使焊丝粘连部位爆断。至于自动解除粘幺幺的次数电流、电压和时问等参数均可在“焊接辅助条件文件中”设泄。在未使用粘丝自动解除的功能时，若发生粘丝，或者自动解除粘丝的处理失败
14、的情况下，机器人就会进入暂停状态,停机。暂停状态时，示教编程器“HOLD”显示灯亮并且外部输出信号（专用）输岀“粘丝中”的信息。自动解除粘丝功能的实现步骤如图349所示焊綾与工件粘在一起.发生粘W何的相对高电压进行粘线解除经过焊机自身的粘线解除处理后.粘停仍未能解除.则利用机器人的自4.渐变功能所谓渐变功能是指在焊接的执行中，逐渐改变焊接条件的功能。即在某一区段内将电流/电压由某一数值渐变至另一数值。示意说明如图3-23所示。a段：以引狐条件文件中设立的规范参数引弧。b段:焊接电流（电压）由小渐变大。c段：以恒泄的规范参数接。d段：焊接电流（电压）由大渐变小。亡段：以熄弧条件文件中设立的规范参
15、数熄弧。对于铝材、薄板以及其他特殊材料的焊接，由于英容易导热，特別是焊接到结束点附近时，工件容易发生断裂、烧穿。若在结束焊接前，逐渐降低焊接条件，则可防止工件断裂、烧穿。5.摆焊功能摆焊功能的利用提髙了焊接生产效率，改善了焊缝表面质量。摆焊条件可在“摆焊条件文件”中设泄，例如:形态、频率、摆幅以及角度等。摆焊条件文件最多可输入16个。摆焊的动作形态有单振摆、三角摆、L摆，并且苴尖角可被设泄为有/无平滑过渡。图3-24所示为摆焊的动作形态示意图。单摆三角摆L摆摆焊动作的一个周期可以分为四个或三个区间，如图3-22所示。图311摆焊动作的一个周在区间之间的节点上可以设泄延时，延时的方法有两种，即：机器人停止和摆焊停止。可以根据要焊接的母材的可熔性，灵活地选择适当的延时方法，以取得比较理想的熔深。【任务实施】任务书3-2项目名称工业机器人弧焊工作站系统集成任务名称弧焊机器
