单元一 工业机器人弧焊工作站的认识

工业机器人工作站系统集成,主讲教师：汪励,单元一工业机器人弧焊工作站的认识,工作任务描述:通过工业机器人弧焊工作站布置图，认识工业机器人弧焊工作站。学习目标:通过本任务学习，应能：1.了解工业机器人弧焊工作站的组成与特点。2.熟悉工业机器人弧焊工作站外围系统的作用。3.熟悉工业机器人弧焊工作站的工作过程。,工业机器人弧焊工作站根据焊接对象性质及焊接工艺要求，利用焊接机器人完成电弧焊接过程。工业机器人弧焊工作站除了弧焊机器人外，还包括焊接系统和变位机系统等各种焊接附属装置。,知识准备,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,1焊接任务及工艺要求工业机器人弧焊工作站的工作任务是将钢管焊接在底板上，材料形状如图所示。,a）钢管b）底板焊接材料形状,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,1焊接任务及工艺要求焊接工艺见表,焊接工艺,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,1焊接任务及工艺要求焊缝坡口尺寸及溶敷图如图所示。,焊缝坡口尺寸及溶敷图,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,2MAG焊接方法熔化极电弧焊（GMAW）是采用连续等速送进可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝和母材金属，形成熔池和焊缝的焊接方法。为了得到良好的焊缝利用外加气体作为电弧介质并保护熔滴、熔池金属及焊接区高温金属免受周围空气的有害作用。焊接时采用惰性气体与氧化性气体（活性气体），如Ar+CO2、Ar+O2、Ar+CO2+O2等混合气作为保护气体，称为熔化极活性气体保护电弧焊，简称为MAG焊。尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。熔化极气体保护焊熔敷速度快、生产效率高、易实现自动化，因而在焊接生产中得到日益广泛的应用。,二、工业机器人弧焊工作站的组成,知识准备,机器人弧焊工作站由二套机器人焊接系统构成，可以各自单独焊接，也可协调焊接。整体布置如图所示。,1,2,3,机器人弧焊工作站整体布置图1-变位机2-机器人3-焊枪清理装置,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,一个完整的工业机器人弧焊系统由机器人系统、焊枪、焊接电源、送丝装置、焊接变位机等组成，如图所示。,机器人弧焊系统图,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,1弧焊机器人弧焊机器人包括安川MA1400机器人本体、DX100控制柜以及示教器。安川MA1400机器人本体如图所示。安川MA1400为6轴弧焊专用机器人，由驱动器、传动机构、机械手臂、关节以及内部传感器等组成。它的任务是精确地保证机械手末端执行器（焊枪）所要求的位置、姿态和运动轨迹。焊枪与机器人手臂可直接通过法兰连接。,安川MA1400机器人本体及焊枪,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,2弧焊焊接电源弧焊焊接电源是为电弧焊提供电源的设备。超低飞溅全数字化机器人专用焊接电源RD-350如图所示。,RD350焊接电源1-吊环螺栓2-前面板3-上盖板4-右侧盖板5-左侧盖板6-端子盖7-操作面板8-面板,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,2弧焊焊接电源RD350焊接电源的技术参数见表,RD350焊机技术参数,机器人控制柜DX100通过焊接指令电缆向焊接电源发出控制指令，如焊接参数（焊接电压、焊接电流）、起弧、息弧等。,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,3焊枪焊枪利用焊接电源的高电流、高电压产生的热量聚集在焊枪终端，融化焊丝，融化的焊丝渗透到需焊接的部位，冷却后，被焊接的物体牢固的连接成一体。机器人MA1400安装的焊枪型号为SRCT-308R，内置防撞传感器，外观如图所示。,SRCT-308R焊枪,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,3焊枪SRCT-308R型焊枪的技术参数见表,SRCT-308R型焊枪技术参数,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,4送丝机安装在机器人的U轴上的送丝机是为焊枪自动输送焊丝的装置。送丝机如图所示。主要由送丝电机、压紧机构、送丝滚轮（主动轮、从动轮）等组成。,送丝机1-送丝软管（进）2-加压控制柄3-送丝电机4-送丝滚轮5-送丝软管（出）,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,4送丝机送丝电机驱动主动轮旋转，为送丝提供动力，从动轮将焊丝压入送丝轮上的送丝槽，增大焊丝与送丝轮的摩擦，将焊丝修整平直，平稳送出，使进入焊枪的焊丝在焊接过程中不会出现卡丝现象。,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,5焊丝盘架盘状焊丝可装在机器人S轴上，也可装在地面上的焊丝盘架上。焊丝盘架用于焊丝盘的固定，如图所示。焊丝从送丝套管中穿入，通过送丝机构送入焊枪。,盘状焊丝装在机器人S轴上盘状焊丝装在地面上的焊丝盘架上焊丝盘的安装1-盘架2-送丝套管3-焊丝4-从动轴,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,6焊接变位机焊接变位机承载工件及焊接所需工装，主要作用是实现焊接过程中将工件进行翻转变位，以便获得最佳的焊接位置，可缩短辅助时间，提高劳动生产率，改善焊接质量，是机器人焊接作业不可缺少的周边设备。焊接变位机如图所示。果采用伺服电机驱动变位机翻转，可作为机器人的外部轴，与机器人实现联动，达到同步运行的目的。,焊接变位机1-三相异步电机2-焊接母材3-焊接台4-母材侧焊接动力电缆（负极）5-母材侧电压检出线,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,7保护气气瓶总成气瓶总成由气瓶、减压器、PVC气管等组成，如图所示。气瓶出口处安装了减压器，减压器由减压机构、加热器、压力表、流量计等部分组成。气瓶中装有80%C02+20%Ar的保护焊气体。,气瓶总成1-流量表2-压力表3-减压机构4-气瓶阀5-加热器电源线6-40L气瓶7-PVC气管8-流量调整旋钮,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,8焊枪清理装置工业机器人焊枪经过焊接后，内壁会积累大量的焊渣，影响焊接质量，因此需要使用焊枪清理装置定期清除；焊丝过短、过长或焊丝端头成球型状，也可以通过焊枪清理装置进行处理。焊枪清理装置主要包括剪丝、沾油、清渣以及喷嘴外表面的打磨装置。剪丝装置主要用于用焊丝进行起始点检出的场合，以保证焊丝的干伸出长度一定，提高检出的精度；沾油是为了是喷嘴表面的飞溅易于清理；清渣是清除喷嘴内表面的飞溅，以保证气体的畅通；喷嘴外表面的打磨装置主要是清除外表面的飞溅。,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,8焊枪清理装置焊枪清理装置如图所示,剪丝清洗装置1-清渣头2-清碴电机开关3-喷雾头4-剪丝气缸开关5-剪丝气缸6-剪丝刀7-剪丝收集盒8-润滑油瓶9-电磁阀,一、工业机器人弧焊工作站的工作任务,知识准备,8焊枪清理装置通过剪丝清洗设备清洗过后的焊枪喷嘴对比如图所示,a）清枪前b）清枪后清枪前后的效果,三、工业机器人弧焊工作站的工作过程,知识准备,(1)系统启动1)机器人控制柜DX100主电源开关合闸，等待机器人启动完毕；2)打开气瓶、焊机电源、剪丝清洗设备电源；3)在“示教模式”下选择机器人