焊接机器人系统学习教案

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1、会计学1焊接焊接(hnji)机器人系统机器人系统第一页，共78页。第一节焊接(hnji)机器人概论第1页/共77页第二页，共78页。一、焊接一、焊接(hnji)(hnji)机器人的定义机器人的定义工工业业机机器器人人是是一一种种多多用用途途的的、可可重重复复编编程程的的自自动动控控制制操操作作机机，具具有有三三个个或或更更多多可编程的轴，用于工业自动化领域。可编程的轴，用于工业自动化领域。焊焊 接接 (hnji)(hnji)机机 器器 人人 是是 从从 事事 焊焊 接接(hnji)(hnji)作作业业（包包括括切切割割与与喷喷涂涂）的的工业机器人。工业机器人。 第2页/共77页第三页，共78页

2、。二、焊接二、焊接二、焊接二、焊接(hnji)(hnji)(hnji)(hnji)机器人的分类机器人的分类机器人的分类机器人的分类1、按用途、按用途(yngt)来分来分弧焊机器人弧焊机器人点焊点焊(din hn)(din hn)机器人机器人 第3页/共77页第四页，共78页。2、按构形、按构形(u xn)来分来分侧置式（摆式侧置式（摆式(bi (bi sh)sh)）结构）结构 平行四边形结构平行四边形结构(jigu) (jigu) 第4页/共77页第五页，共78页。3 3、按结构、按结构、按结构、按结构(jigu)(jigu)坐标系特点来分坐标系特点来分坐标系特点来分坐标系特点来分球坐标球坐标

3、(zubio)(zubio)型型 全关节全关节(gunji)(gunji)型型 直角坐标型直角坐标型 圆柱坐标型圆柱坐标型 第5页/共77页第六页，共78页。4、按受控运动、按受控运动(yndng)方式方式来分来分（1 1）点位控制（）点位控制（PTPPTP）型）型机器人受控方式为自一个点位目机器人受控方式为自一个点位目标移向另一个点位目标，只在目标移向另一个点位目标，只在目标点上完成操作。要求机器人在标点上完成操作。要求机器人在目标点上有足够的定位精度。相目标点上有足够的定位精度。相邻目标点间的运动方式有两种：邻目标点间的运动方式有两种：一是各关节驱动机以最快速度趋一是各关节驱动机以最快速度

4、趋近终点，各关节视其转角大小不近终点，各关节视其转角大小不同同(btn)(btn)而到达终点有先有而到达终点有先有后；一是各关节同时趋近终点，后；一是各关节同时趋近终点，由于各关节运动时间相同，所以由于各关节运动时间相同，所以角位移大的运动速度较高。角位移大的运动速度较高。点位控制型机器人主要用于点焊点位控制型机器人主要用于点焊作业。作业。第6页/共77页第七页，共78页。（2 2） 连续轨迹控制（连续轨迹控制（CPCP）型）型机器人各关节同时作受控运动，机器人各关节同时作受控运动，使机器人终端按预期的轨迹和速使机器人终端按预期的轨迹和速度运动，为此各关节控制系统需度运动，为此各关节控制系统需

5、要实时获取要实时获取(huq)(huq)驱动机的角位驱动机的角位移和角速度信号。移和角速度信号。连续轨迹控制只要用于弧焊机器连续轨迹控制只要用于弧焊机器人。人。 第7页/共77页第八页，共78页。 气压驱动气压驱动气压驱动的主要优点是气源方气压驱动的主要优点是气源方便，驱动系统具有缓冲作用，便，驱动系统具有缓冲作用，结构简单结构简单(jindn)，成本低，成本低，易于保养；主要缺点是功率质易于保养；主要缺点是功率质量比小，装置体积大，定位精量比小，装置体积大，定位精度不高。度不高。气压驱动机器人适用于易燃、气压驱动机器人适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。易爆和灰尘大的场合。5、按驱动、按驱动(q

6、 dn)方式来分方式来分第8页/共77页第九页，共78页。液压驱动液压驱动液压驱动系统的功率质量液压驱动系统的功率质量(zhling)(zhling)比大，驱动平稳，且比大，驱动平稳，且系统的固有效率高、快速性好，系统的固有效率高、快速性好，同时液压驱动调速比较简单，能同时液压驱动调速比较简单，能在很大范围实现无级调速；其主在很大范围实现无级调速；其主要缺点是易露油，影响工作稳定要缺点是易露油，影响工作稳定性和定位精度，污染环境，另外性和定位精度，污染环境，另外需要配备复杂的管路系统，成本需要配备复杂的管路系统，成本较高。较高。液压驱动多用于要求输出力大、液压驱动多用于要求输出力大、运动速度较

7、低的场合。运动速度较低的场合。第9页/共77页第十页，共78页。电气驱动电气驱动易易于于控控制制，运运动动精精度度高高，使使用用方方便便，成成本本低低廉廉，驱驱动动效效率率高高，不不污污染染环环境境，是是最最普普遍遍、应应用用最最多多的驱动方式的驱动方式(fngsh)(fngsh)。电电气气驱驱动动可可细细分分为为步步进进电电机机驱驱动动、直直流流电电机机驱驱动动、无无刷刷直直流流电电机机驱驱动动、交交流流伺伺服服电电机机驱驱动动等等多多种种方方式式(fngsh)(fngsh)。无无刷刷电电机机驱驱动动有有着着最最大大的的转转矩矩质质量量比比，由由于于没没有有电电刷刷，其其可可靠靠性性极极高高

8、，几几乎乎不不需需任任何维护。何维护。第10页/共77页第十一页，共78页。直流伺服电动机原理直流伺服电动机原理(yunl)无刷电动机原理无刷电动机原理(yunl)第11页/共77页第十二页，共78页。三、焊接机器人系统三、焊接机器人系统三、焊接机器人系统三、焊接机器人系统(xtng)(xtng)(xtng)(xtng)组成组成组成组成 n n机器人操作机机器人操作机机器人操作机机器人操作机n n变位机变位机变位机变位机n n控制器控制器控制器控制器n n焊接系统焊接系统焊接系统焊接系统n n焊接传感器焊接传感器焊接传感器焊接传感器 n n中央中央中央中央(zhngyng)(zhngyng)(

9、zhngyng)(zhngyng)控控控控制计算机制计算机制计算机制计算机 n n安全设备安全设备安全设备安全设备 第12页/共77页第十三页，共78页。焊接机器人控制系统焊接机器人控制系统(kn(kn zh zh x tnx tn) )结构原理结构原理第13页/共77页第十四页，共78页。四、机器人的应用四、机器人的应用四、机器人的应用四、机器人的应用(yngyng)(yngyng)(yngyng)(yngyng)方式方式方式方式 1 1、机器人工作、机器人工作(gngzu)(gngzu)单元单元 2 2、带机器人的生产线、带机器人的生产线 第14页/共77页第十五页，共78页。五、机器人焊

10、接的主要五、机器人焊接的主要五、机器人焊接的主要五、机器人焊接的主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)优点优点优点优点 1、焊接质量高，稳定性好；、焊接质量高，稳定性好；2、可提高劳动生产率；、可提高劳动生产率；3、改善劳动条件；、改善劳动条件；4、降低、降低(jingd)工人技术操作水平；工人技术操作水平；5、缩短产品更新换代周期；、缩短产品更新换代周期；6、降低、降低(jingd)生产成本；生产成本；7、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化；、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化；8、在各种极限条件下完成焊接作业。、在各种极限条件下完成焊接作业。第15页/共77页

11、第十六页，共78页。六六六六、机机机机器器器器人人人人焊焊焊焊接接接接的的的的发发发发展展展展(fzhn)(fzhn)(fzhn)(fzhn)阶阶阶阶段段段段 1、示教再现、示教再现(zixin)2、离线编程、离线编程3、自主编程、自主编程第16页/共77页第十七页，共78页。七、机器人焊接七、机器人焊接(hnji)(hnji)发展概况发展概况 n n自自自自1962196219621962年年年年美美美美国国国国推推推推出出出出实实实实际际际际上上上上第第第第一一一一台台台台UnimateUnimateUnimateUnimate型型型型和和和和VersatranVersatranVersa

12、tranVersatran型型型型工工工工业业业业机机机机器器器器人人人人以以以以来来来来，机机机机器器器器人人人人已已已已经经经经广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用于于于于各各各各行行行行各各各各业业业业，主主主主要要要要进进进进行行行行焊焊焊焊接接接接、装装装装配配配配、搬搬搬搬运运运运、加加加加工工工工、喷喷喷喷涂涂涂涂、码码码码垛垛垛垛等等等等复复复复杂杂杂杂(fz)(fz)(fz)(fz)作作作作业业业业，其其其其中中中中半半半半数数数数以以以以上上上上为焊接机器人。为焊接机器人。为焊接机器人。为焊接机器人。Versatran机器人Unimate机器人第17页/共77页第十八页，共78

13、页。第二节焊接(hnji)机器人系统的基本配置第18页/共77页第十九页，共78页。内内容容n n焊接焊接焊接焊接(hnji)(hnji)(hnji)(hnji)机器人操作机机器人操作机机器人操作机机器人操作机n n机器人焊接机器人焊接机器人焊接机器人焊接(hnji)(hnji)(hnji)(hnji)系统系统系统系统n n外围设备外围设备外围设备外围设备第19页/共77页第二十页，共78页。一、焊接一、焊接一、焊接一、焊接(hnji)(hnji)(hnji)(hnji)机器人操作机的选择机器人操作机的选择机器人操作机的选择机器人操作机的选择1、自由度：、自由度： 焊接机器人基本都属于焊接机器

14、人基本都属于 6轴关节式，其中轴关节式，其中 1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳轴的运动是把焊枪（焊钳 (hnqin)）送到焊接位置，而）送到焊接位置，而 4、5、6轴的运动是解决焊枪（焊钳轴的运动是解决焊枪（焊钳 (hnqin)）的姿态问题。）的姿态问题。 3、机构、机构(jgu)形形式：式：2、驱动方式：、驱动方式： 各关节（轴）的运动基本采用交流伺服电机驱动。由于交流伺服电机没有碳刷，动特性好，负载能力强，机械臂运动速度快，故障率低，免维护时间长。各关节（轴）的运动基本采用交流伺服电机驱动。由于交流伺服电机没有碳刷，动特性好，负载能力强，机械臂运动速度快，故障率低，免维护时间长。 第20页

15、/共77页第二十一页，共78页。二二二二、机机机机器器器器人人人人焊焊焊焊接接接接(hnji)(hnji)(hnji)(hnji)系系系系统统统统的的的的选选选选择择择择1、弧焊装置、弧焊装置(zhungzh)第21页/共77页第二十二页，共78页。焊接焊接(hnji)电源电源1、负载、负载(fzi)持续率持续率第22页/共77页第二十三页，共78页。2、电源种类、电源种类普通焊接电源（晶闸管）普通焊接电源（晶闸管）具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源（波形控制，表面张力过渡）（波形控制，表面张力过渡）颗粒过渡或者颗粒过渡或者(huzh)射流过渡用大电流

16、电射流过渡用大电流电源源（晶闸管，（晶闸管，FS 100%，射流过渡，射流过渡MAG焊、粗焊、粗丝大电流丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）保护潜弧焊或双丝焊）特殊功能焊接电源特殊功能焊接电源（方波交流电源、带专家系统的协调控制电（方波交流电源、带专家系统的协调控制电源和模糊控制电源等）源和模糊控制电源等）第23页/共77页第二十四页，共78页。送丝装置送丝装置(zhungzh)1、送丝机、送丝机 （安装方式，送丝轮，控制方式，（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）送丝方式）2、送丝软管、送丝软管(run un) （结构，送丝导管）（结构，送丝导管）3、焊枪、焊枪 （鹅颈弯曲角，（鹅颈弯曲角，

17、TCP的调整，拉丝的调整，拉丝焊枪）焊枪） 防撞传感器防撞传感器第24页/共77页第二十五页，共78页。影响影响(yngxing)送丝送丝稳定性的因素稳定性的因素 送丝机的送丝速度控制精度不高；送丝机的送丝速度控制精度不高； 送丝轮的压紧力不适合；送丝轮的压紧力不适合； 送丝导管和焊丝送丝导管和焊丝(hn s)的直径不匹配；的直径不匹配； 焊丝焊丝(hn s)表面铜镀层脱落；表面铜镀层脱落； 导丝管过长或者弯曲角度过大；导丝管过长或者弯曲角度过大； 焊枪鹅颈角度不合适；焊枪鹅颈角度不合适；第25页/共77页第二十六页，共78页。2、点焊、点焊(din hn)装置装置第26页/共77页第二十七页

18、，共78页。 焊钳焊钳(hnqin)； 变压器；变压器； 定时器。定时器。 变压器与机器人分离变压器与机器人分离(fnl)； 变压器装在机器人的上臂上；变压器装在机器人的上臂上； 变压器与焊钳组合成一体式。变压器与焊钳组合成一体式。装备装备(zhungbi)组成组成结构形式结构形式第27页/共77页第二十八页，共78页。 一体式焊钳一体式焊钳(hnqin) 气动焊钳气动焊钳 其电极的张开和闭合由压其电极的张开和闭合由压缩空气通过气缸驱动。一般缩空气通过气缸驱动。一般有两个局限：一是电极的张有两个局限：一是电极的张开度一般只有两级，大的张开度一般只有两级，大的张开度（大冲程开度（大冲程(chng

19、chng)）主要是为了方便把焊钳深入主要是为了方便把焊钳深入工件较深的部位，不会发生工件较深的部位，不会发生焊钳和工件的干涉或者碰撞；焊钳和工件的干涉或者碰撞；小的张开度（小冲程小的张开度（小冲程(chngchng)）是在连续点焊）是在连续点焊时，为了减小焊钳开合的时时，为了减小焊钳开合的时间，提高工作效率。焊钳的间，提高工作效率。焊钳的电极开合度在编程时根据工电极开合度在编程时根据工件情况进行设定。二是电极件情况进行设定。二是电极的压紧力一旦设定，在焊接的压紧力一旦设定，在焊接过程中不能变动。过程中不能变动。第28页/共77页第二十九页，共78页。电伺服点焊钳电伺服点焊钳(hnqin) 电动

20、焊钳电动焊钳 其其电电极极的的张张开开和和闭闭合合是是由由伺伺服服电电机机驱驱动动及及码码盘盘反反馈馈闭闭环环控控制制，张张开开度度可可以以根根据据需需要要在在编编程程时时任任意意设设定定，而而且且电电极极间间的的压压紧紧力力（由由电电机机电电流流控控制制）也也能能实现无级调节。这种具有以下优点：实现无级调节。这种具有以下优点： i 大大幅幅度度降降低低每每一一个个焊焊点点的的焊焊接接周周期期。由由于于焊焊钳钳张张合合的的整整个个过过程程都都由由计计算算机机精精确确监监控控，所所以以机机器器人人在在焊焊点点间间移移动动过过程程中中，焊焊钳钳就就可可以以闭闭合合；焊焊完完一一点点后后，焊焊钳钳一

21、一边边打打开开，机机器器人人就就可可以以一一边边移移动动，而而不不必必象象气气动动焊焊钳钳那那样样必必须须等等焊焊钳钳完完全全(wnqun)张张开开后后才才能能移动，也不必等机器人到位后才开始闭合。移动，也不必等机器人到位后才开始闭合。 ii 焊焊钳钳的的张张开开度度可可以以根根据据工工件件情情况况任任意意调调节节，只只要要不不发发生生干干涉涉或或者者碰碰撞撞，可可以以尽尽可可能能减减小小张张开开度度，以减少焊钳开合时间，提高焊接效率。以减少焊钳开合时间，提高焊接效率。 iii 焊焊钳钳闭闭合合加加压压时时，不不仅仅压压力力大大小小可可以以任任意意调调节节，而而且且两两电电极极的的闭闭合合速速

22、度度也也是是可可变变的的，开开始始快快后后来来慢慢，最最后后轻轻轻轻地地和和工工件件接接触触，减减少少电电极极冲冲击击和和工工件件变变形形，必必要要时时还还可可以以调调节节焊焊接接过过程程中中的的压压力力大大小小，减减少少点点焊喷溅。焊喷溅。第29页/共77页第三十页，共78页。 焊接定时器焊接定时器1、以以前前的的定定时时器器大大多多与与机机器器人人控控制制柜柜分分离离开开，控控制制柜柜只只控控制制机机器器人人的的运运动动、焊焊钳钳姿姿态态和和开开合合，定定时时器器控控制制焊焊接接的的电电参参数数和和通通电电时时间间（周周波波数数）。如如果果两两者者之之间间通通过过控控制制柜柜与与定定时时器

23、器之之间间的的I/O口口进进行行通通讯讯，则则编编程程时时不不能能对对焊焊接接参参数数进进行行任任意意编编程程，只只能能从从定定时时器器预预先先设设定定的的几几组组参参数数中中挑挑选选一组；一组；2、定定时时器器是是单单片片机机或或工工控控机机进进行行控控制制的的，则则机机器器人人控控制制柜柜可可通通过过一一个个接接口口直直接接控控制制焊焊接接参参数数，所所有有参参数数都都可可由由编编程程器器在在编编程程时时直直接接输输入入和和预预置置。机机器器人人和和定定时时器器一一体体式式时时，可可节节省省作作业业空空间间，不不需需要要机机器器人人控控制柜和定时器之间的接口，方便可靠。制柜和定时器之间的接

24、口，方便可靠。 焊钳防撞措施焊钳防撞措施点点焊焊机机器器人人由由于于焊焊钳钳较较重重，不不能能安安装装象象弧弧焊焊机机器器人人那那样样的的防防撞撞传传感感器器，因因此此要要求求点点焊焊机机器器人人的的控控制制柜柜具具备备在在机机器器人人或或者者焊焊钳钳与与周周边边设设备备或或者者工工件件发发生生碰碰撞撞，即即在在负负载载超超出出限限定定值值时时，能能立立即即停停止止机机器器人人运运动动的的功功能能，甚甚至至还还能能自自动动后后退退(hutu)，避避免焊钳与工件紧顶而损坏工件或者焊钳。免焊钳与工件紧顶而损坏工件或者焊钳。 第30页/共77页第三十一页，共78页。三三 、 外外 围围 设设 备备(

25、wi(wi wiwi shshbi)bi)n n机器人底座和机架机器人底座和机架机器人底座和机架机器人底座和机架 n n机器人移动装置机器人移动装置机器人移动装置机器人移动装置 n n工件的固定工件的固定工件的固定工件的固定(gdng)(gdng)(gdng)(gdng)工作台工作台工作台工作台 n n焊接工装夹具焊接工装夹具焊接工装夹具焊接工装夹具 n n工件变位装置工件变位装置工件变位装置工件变位装置 n n焊枪喷嘴清理装置焊枪喷嘴清理装置焊枪喷嘴清理装置焊枪喷嘴清理装置 n n焊丝切剪装置焊丝切剪装置焊丝切剪装置焊丝切剪装置n n焊钳电极的修整、更换装置焊钳电极的修整、更换装置焊钳电极的

26、修整、更换装置焊钳电极的修整、更换装置 第31页/共77页第三十二页，共78页。1、机器人的底座、机器人的底座(dzu)和机架和机架 第32页/共77页第三十三页，共78页。2、工件和机器人的移位和变位、工件和机器人的移位和变位(bin wi)装置装置第33页/共77页第三十四页，共78页。第34页/共77页第三十五页，共78页。第35页/共77页第三十六页，共78页。第36页/共77页第三十七页，共78页。第37页/共77页第三十八页，共78页。复合型变位复合型变位(bin wi)(bin wi)机机第38页/共77页第三十九页，共78页。第39页/共77页第四十页，共78页。第40页/共7

27、7页第四十一页，共78页。搬运搬运(bnyn)机器机器人变位机人变位机n n与与与与变变变变位位位位机机机机相相相相比比比比较较较较，搬搬搬搬运运运运机机机机器器器器人人人人作作作作为为为为变变变变位位位位机机机机，其其其其灵灵灵灵活活活活性性性性、柔柔柔柔性性性性和和和和精精精精度度度度都更高；都更高；都更高；都更高；n n搬搬搬搬运运运运机机机机器器器器人人人人负负负负载载载载能能能能力力力力大大大大，可可可可以以以以将将将将卡卡卡卡具具具具和和和和工工工工件件件件一一一一同同同同提提提提起起起起送送送送给给给给焊焊焊焊接接接接机机机机器器器器人进行焊接，从而焊接机器人可以选用较小的型号以

28、降低成本人进行焊接，从而焊接机器人可以选用较小的型号以降低成本人进行焊接，从而焊接机器人可以选用较小的型号以降低成本人进行焊接，从而焊接机器人可以选用较小的型号以降低成本 ；n n用用用用搬搬搬搬运运运运机机机机器器器器人人人人作作作作为为为为变变变变位位位位机机机机容容容容易易易易实实实实现现现现双双双双机机机机器器器器人人人人的的的的协协协协调调调调运运运运动动动动，可可可可以以以以更更更更好好好好地焊接复杂曲线的焊缝理想，使焊缝在姿态下焊接；地焊接复杂曲线的焊缝理想，使焊缝在姿态下焊接；地焊接复杂曲线的焊缝理想，使焊缝在姿态下焊接；地焊接复杂曲线的焊缝理想，使焊缝在姿态下焊接； n n当

29、当当当需需需需要要要要更更更更换换换换(gnhun)(gnhun)(gnhun)(gnhun)工工工工件件件件时时时时，只只只只需需需需要要要要更更更更换换换换(gnhun)(gnhun)(gnhun)(gnhun)卡卡卡卡具具具具和和和和机机机机器器器器人人人人程序，工作量小，耗时少，换型快；程序，工作量小，耗时少，换型快；程序，工作量小，耗时少，换型快；程序，工作量小，耗时少，换型快；n n机机机机器器器器人人人人作作作作为为为为变变变变位位位位机机机机所所所所用用用用卡卡卡卡具具具具大大大大多多多多是是是是比比比比较较较较简简简简单单单单的的的的通通通通用用用用抓抓抓抓手手手手，制制制制

30、造造造造成成成成本本本本低；低；低；低；n n机机机机器器器器人人人人作作作作为为为为变变变变位位位位机机机机还还还还可可可可以以以以发发发发挥挥挥挥其其其其搬搬搬搬运运运运能能能能力力力力的的的的作作作作用用用用，即即即即可可可可以以以以从从从从一一一一处处处处搬搬搬搬运运运运来来来来工工工工件件件件进进进进行行行行焊焊焊焊接接接接，焊焊焊焊接接接接完完完完成成成成以以以以后后后后又又又又可可可可以以以以将将将将工工工工件件件件送送送送到到到到其其其其它它它它位位位位置置置置进进进进行行行行作业，从而加快了工件的输送速度，也可节省工件输送设备的投资。作业，从而加快了工件的输送速度，也可节省工

31、件输送设备的投资。作业，从而加快了工件的输送速度，也可节省工件输送设备的投资。作业，从而加快了工件的输送速度，也可节省工件输送设备的投资。 第41页/共77页第四十二页，共78页。3、其它、其它(qt)辅助装辅助装置置焊枪焊枪(hnqing)喷嘴喷嘴的清理装置的清理装置第42页/共77页第四十三页，共78页。焊丝剪断焊丝剪断(jindun)(jindun)装置装置第43页/共77页第四十四页，共78页。换枪装置换枪装置(zhungz(zhungzh)h)第44页/共77页第四十五页，共78页。点焊钳电极的清理点焊钳电极的清理(qngl)(qngl)和和修整装置修整装置点点焊焊机机器器人人的的效

32、效率率比比普普通通电电焊焊机机的的效效率率高高很很多多，电电极极容容易易磨磨损损或或变变形形，特特别别是是点点焊焊镀镀锌锌、镀镀锡锡或或镀镀铅铅钢钢板板时时，电电极极会会被被镀镀层层材材料料污污染染而而影影响响焊焊接接质质量量。因因此此，需需要要每每焊焊一一个个(y (y )或或几几个个焊焊点点就就对对电电极极进进行行清清理理，连连续续焊焊接接一一段段时时间间后后应应对对变变形形的的电电极极端端部部进进行行整整形形。清清理理方方法法一一般般采采用用钢钢刷刷或或铣铣刀刀，整整形形一一般般采采用用成成形形铣铣刀刀。目目前前，点点焊焊机机器器人人生生产厂家一般都有配套的电极清理和整形装置。产厂家一般

33、都有配套的电极清理和整形装置。第45页/共77页第四十六页，共78页。安全安全(nqun)(nqun)与与卫生装置卫生装置安全安全(nqun)(nqun)围栏围栏安全保卫设施（接近安全保卫设施（接近(jijn)(jijn)开关、光栅栏、安开关、光栅栏、安全地毯、急停按钮）全地毯、急停按钮）排烟装置排烟装置第46页/共77页第四十七页，共78页。活接头活接头(ji (ji tu)tu)第47页/共77页第四十八页，共78页。第48页/共77页第四十九页，共78页。第三节焊接(hnji)机器人工作站第49页/共77页第五十页，共78页。一、简易一、简易(jiny)焊接机器焊接机器人工作站人工作站1

34、、产品对象、产品对象 凡凡是是焊焊接接时时工工件件不不需需要要变变位位的的场场合合，并并且且机机器器人人的的活活动动范范围围又又能能达达到到所所有有焊焊缝缝或或焊焊点点位位置置的的场场合合，都可以采用简易焊接机器人工作站。都可以采用简易焊接机器人工作站。2、特点、特点 是是能能用用于于焊焊接接生生产产(shngchn)的的、最最小小组组成成的焊接机器人系统；的焊接机器人系统； 操作简单，易于掌握，故障率低；操作简单，易于掌握，故障率低； 投资小，见效快，投资回报率高。投资小，见效快，投资回报率高。第50页/共77页第五十一页，共78页。3、基本、基本(jbn)组组成成 弧弧焊焊机机器器人人：包

35、包括括机机器器人人本本体体、机机器器人人控控制制柜柜、示示教教盒等盒等 焊焊接接系系统统：弧弧焊焊电电源源和和接接口口、送送丝丝机机、焊焊丝丝盘盘、送送丝丝软软管管、焊焊枪枪、防防撞撞传传感感器器及及各各设设备备间间相相连连接接的的电电缆缆、气气管和冷却水管等管和冷却水管等 机器人底座或机架机器人底座或机架 工工装装夹夹具具(jij)：工工作作台台、工件夹具工件夹具(jij) 辅辅助助装装备备：围围栏栏、安安全全保保护护设设施施和和排排烟烟罩罩等等，必必要要时时还还可可加加装装焊焊枪枪喷喷嘴嘴清清理理和和剪剪切焊丝装置。切焊丝装置。弧焊机器人工作站弧焊机器人工作站第51页/共77页第五十二页，

36、共78页。 点焊机器人：机器人本体、机器人控制柜和编程盒等点焊机器人：机器人本体、机器人控制柜和编程盒等 焊接系统：一体式焊钳、定时器和接口，各设备间的连接电缆焊接系统：一体式焊钳、定时器和接口，各设备间的连接电缆(dinln)、压缩空气管和、压缩空气管和 冷却水管等冷却水管等 机器人底座或机架机器人底座或机架 工装夹具：工作台、工件夹具工装夹具：工作台、工件夹具 辅助装备：电极修整装置、围栏、安全保护设施等辅助装备：电极修整装置、围栏、安全保护设施等点焊点焊(din hn)机器人工作站机器人工作站第52页/共77页第五十三页，共78页。4、 应应 用用 (yngyng)实例实例第53页/共7

37、7页第五十四页，共78页。第54页/共77页第五十五页，共78页。二二、变变位位机机和和焊焊接接(hnji)机机器器人人组组合的工作站合的工作站1、 回转台弧焊机器人的工作站回转台弧焊机器人的工作站第55页/共77页第五十六页，共78页。2、 旋转倾斜旋转倾斜(qngxi)变位机弧焊机器人变位机弧焊机器人工作站工作站第56页/共77页第五十七页，共78页。3、 翻转机翻转机(zhunj)弧焊机器人工弧焊机器人工作站作站第57页/共77页第五十八页，共78页。第58页/共77页第五十九页，共78页。第59页/共77页第六十页，共78页。4、 龙门龙门(ln mn)机架弧焊机器人机架弧焊机器人工作

38、站工作站第60页/共77页第六十一页，共78页。5、 滑轨滑轨(hu u)弧焊机器人工作弧焊机器人工作站站第61页/共77页第六十二页，共78页。6、 焊接焊接(hnji)机器人搬运机器人工作站机器人搬运机器人工作站第62页/共77页第六十三页，共78页。三、焊接机器人与周边设备作协调三、焊接机器人与周边设备作协调(xitio)(xitio)运动的工作站运动的工作站 熔熔化化焊焊过过程程中中，如如果果能能使使整整条条焊焊缝缝各各点点熔熔池池始始终终处处于于水水平平或或者者稍稍微微下下坡坡状状态态，则则焊焊缝缝成成形形最最平平滑滑、最最美美观观，焊焊缝缝质质量量也也最最好好。这这就就要要求求变变

39、位位机机在在整整个个(zhngg)(zhngg)焊焊接接过过程程中中与与机机器器人人协协调调动动作作，共共同同合合成成焊焊缝缝的的轨轨迹迹，并并保保持持焊焊接接速速度度和和焊焊枪枪姿姿态态在在要要求范围之内。求范围之内。 必要性必要性第63页/共77页第六十四页，共78页。第64页/共77页第六十五页，共78页。第65页/共77页第六十六页，共78页。第五节焊接(hnji)柔性制造系统第66页/共77页第六十七页，共78页。柔性制造系统（柔性制造系统（FMS） 的定义的定义(dngy)：n一个由计算机控制整个生产过程的系统；一个由计算机控制整个生产过程的系统；n采采用用多多台台半半独独立立(d

40、l)的的数数控控加加工工设设备备（如如数数控控机机床、机器人工作站等）；床、机器人工作站等）；n这些加工设备通过物料输送系统相互连接。这些加工设备通过物料输送系统相互连接。n 第67页/共77页第六十八页，共78页。一、系统基本一、系统基本(jbn)(jbn)组组成成第68页/共77页第六十九页，共78页。焊接焊接(hnji)(hnji)机器人工作站的基本结构机器人工作站的基本结构 第69页/共77页第七十页，共78页。第70页/共77页第七十一页，共78页。第71页/共77页第七十二页，共78页。第72页/共77页第七十三页，共78页。二、控制二、控制(kngzh)与编程方与编程方法法运行方

41、式运行方式(fngsh)与模与模式式 自动模式：所有命令都自动执行；自动模式：所有命令都自动执行；手手动动模模式式：所所有有运运行行命命令令只只能能通通过过相相应应的的按按钮钮来来操操作，但必须依照合法的操作顺序运动才能实现；作，但必须依照合法的操作顺序运动才能实现；维维修修模模式式：在在这这种种模模式式下下所所有有限限定定都都失失去去作作用用，因因此此操操作作起起来来比比较较容容易易(rngy)出出现现事事故故，只只允允许许在在设设备备维维修修时时由由高高级级管管理理人人员员输输入入正正确确的的密密码码后后才才能操作。能操作。第73页/共77页第七十四页，共78页。控制控制(kngzh)(k

42、ngzh)方法方法 用用户户级级：这这是是平平时时使使用用的的工工作作级级别别，设设定定在在这这级级别别时时，操作操作(cozu)(cozu)人员不能更改生产线的基本参数；人员不能更改生产线的基本参数；服服务务级级：设设定定在在这这个个级级别别时时，操操作作(cozu)(cozu)人人员员只只能能更更改改工工件件输输送送系系统统的的搜搜索索模模式式或或移移动动命命令令，但但不不能能更改生产线的基本参数；更改生产线的基本参数；高高级级管管理理级级：必必须须由由高高级级管管理理员员输输入入密密码码才才能能进进入入这这个级别，这是系统的所有参数都可以修改。个级别，这是系统的所有参数都可以修改。第74

43、页/共77页第七十五页，共78页。编编 程程 W-FMS中中每每台台机机器器人人的的编编程程与与一一般般焊焊接接机机器器人人工工作作站站的的编编程程一一样样，可可以以用用示示教教盒盒进进行行在在线线编编程程或或者者通通过过编编程程软软件件进进行行离离线线编编程程，然然后后把把程程序序下下载载到到机机器器人人控控制制柜柜。但但由由一一点点必必须须注注意意，一一套套程程序序应应能能在在相相关关的的不不同同机机器器人人工工作作站站之之间间传传输输和和使使用用。因因此此，在在必必要要时时应应先先运运作作接接触触寻寻位位子子程程序序，以以自自动动修修正正程程序序的的位位置置参参数数，使能适应两个不同工作

44、站上工件的空间位置的细微差异。使能适应两个不同工作站上工件的空间位置的细微差异。 机机器器人人工工作作站站的的全全部部运运行行程程序序，包包括括龙龙门门机机架架、变变位位机机的的动动作作在在内内，一一般般都都由由机机器器人人的的控控制制柜柜或或工工作作站站的的控控制制柜柜来来控控制制，而而工工作作站站以以外外的的设设备备，主主要要是是子子母母车车的的运运动动(yndng)、停停靠靠位位置置和和工工件件装装卸卸与与识识别别等等则则由由控控制制中中心心的的PLC控控制制。整整个个系系统统的的运运作作由由中中心心计计算算机机监监控控及及统统一一指指挥挥，包包括括每每一一个个机机器器人人工工作作站站应

45、应调调用用哪套程序进行焊接。哪套程序进行焊接。第75页/共77页第七十六页，共78页。三、生产三、生产(shngchn)(shngchn)特点特点W-FMSW-FMS是一种适应多品种、中小批量产生的柔性化系统；是一种适应多品种、中小批量产生的柔性化系统；是一种适应多品种、中小批量产生的柔性化系统；是一种适应多品种、中小批量产生的柔性化系统； W-FMSW-FMS虽虽虽虽然然然然可可可可以以以以适适适适应应应应各各各各种种种种类类类类型型型型工工工工件件件件进进进进行行行行自自自自动动动动化化化化焊焊焊焊接接接接生生生生产产产产，但但但但一一一一般般般般还是要进行针对性专业化生产制造；还是要进行

46、针对性专业化生产制造；还是要进行针对性专业化生产制造；还是要进行针对性专业化生产制造； 工工工工件件件件结结结结构构构构应应应应使使使使机机机机器器器器人人人人具具具具有有有有(jyu)(jyu)良良良良好好好好的的的的可可可可达达达达性性性性，并并并并且且且且尽尽尽尽量量量量采采采采用用用用T T型型型型坡坡坡坡口口口口，避避避避免免免免I I型型型型坡坡坡坡口口口口的的的的对对对对接接接接接接接接头头头头，使使使使机机机机器器器器人人人人在在在在运运运运行行行行时时时时电电电电弧弧弧弧跟跟跟跟踪踪踪踪时时时时更加有效；更加有效；更加有效；更加有效； W-FMSW-FMS各工作站焊接工件的周

47、期（节拍）要均衡。各工作站焊接工件的周期（节拍）要均衡。各工作站焊接工件的周期（节拍）要均衡。各工作站焊接工件的周期（节拍）要均衡。第76页/共77页第七十七页，共78页。内容(nirng)总结会计学。机器人受控方式为自一个点位目标移向另一个点位目标，只在目标点上完成操作。相邻目标点间的运动方式有两种：一是各关节驱动机以最快速度趋近终点，各关节视其转角大小不同而到达终点有先有后。颗粒过渡或者(huzh)射流过渡用大电流电源。（方波交流电源、带专家系统的协调控制电源和模糊控制电源等）。2、工件和机器人的移位和变位装置。清理方法一般采用钢刷或铣刀，整形一般采用成形铣刀。自动模式：所有命令都自动执行第七十八页，共78页。