《工业机器人基础及应用编程技术》课件-第10章-弧焊机器人编程及分析

第10章弧焊机器人编程及分析教学目标《工业机器人基础及应用编程技术》1.理解弧焊机器人的基本知识2.了解弧焊机器人焊接参数设置和弧焊焊指令3.掌握弧焊机器人编程方法目录页PAGEOFCONTENT10.1

弧焊机器人类型弧焊机器人组成弧焊机器人案例分析弧焊机器人程序及分析本章小结思考与练习10.210.310.410.510.610.11.基本介绍弧焊焊机器人：用于进行自动弧焊的工业机器人称为弧焊机器人。弧焊机器人类型图10‑1典型弧焊机器人10.12.弧焊分类(如图10-2所示)电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极：电极（钨极）不熔化。

MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊

TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊

MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊

CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAG—C焊）弧焊机器人类型图10‑2弧焊分类10.13.三种焊接方式的主要特点1）熔化焊接：将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力，这种焊接方法叫熔化焊接。熔化焊接需要一个能量集中，热量足够的热源。用金属电极中单位面积所通过的电流大小来表示；电流越大能量集中性越好。2）压力焊接：焊接过程中必须对焊件施加压力,加热或不加热的焊接方法。

加热:将被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，

使金属原子间相互结合形成焊接接头。如电阻焊、摩擦焊等。

不加热：仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，利用压力引起的塑性变形，使原

子相互接近，从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。3）钎焊:利用某些熔点低于被连接金属熔点的熔化金属（钎料）在连接界面上起流散浸润作用，然后冷却形成结合力。弧焊机器人类型10.2(1)机器人本体，(2)防碰撞传感器，(3)焊枪把持器，(4)焊枪，(5)焊枪电缆，(6)送丝机构，(7)送丝管，(8)焊接电源，(9)功率电缆(＋)，(10)送丝机构控制电缆，(11)保护气软管，(12)保护气流量调节器，(13)送丝盘架，(14)保护气瓶，(15)冷却水冷水管，(16)冷却水回水管,(17)水流开关，(18)冷却水箱，(19)碰撞传感器电缆，(20)功率电缆(一)，(21)焊机供电一次电缆，(22)机器人控制柜，(23)机器人示教盒(PP)，(24)焊接指令电缆(I/F)，(25)机器人供电电缆，(26)机器人控制电缆，(27)夹具及工作台。

1.弧焊机器人组成点焊机器人组成10.2

2.机器人弧焊电源（1）焊接电源组成：主要分为焊接电源，送丝机，机器人接口通讯板，地线，参数设置面板等，如

图10-5所示。点焊机器人组成图10‑5焊接电源设备

（焊接电源水箱控制面板送丝线）10.2

2.机器人弧焊电源（2）焊接电源主要技术指标：参考下表。点焊机器人组成KempArc™SYN300SYN400SYN500供电:3相~50/60Hz400V-15...+20%400V-15...+20%400V-15...+20%额定功率

60%ED--26,1kVA80%ED-19,5kVA-100%ED13,9kVA18,5kVA20,3kVA供电电缆/保险4x6S-5m/25A4x6S-5m/35A4x6S-5m/35A最大焊接电流40˚C

60%ED--500A80%ED-400A-100%ED300A380A430A初级电流范围

50%ED19.8A28A40A100%ED19.8A25.5A31A焊接电压范围MIG10V...37V10V...39V10V...42V最大焊接电压46V46V46V空载电压50V50V50V空载功率25W25W25W效率87%87%87%功率因数0,90,90,910.2

2.机器人弧焊电源（3）机器人焊接电源选型（MAG/MIG）：1） 碳钢焊接：一般逆变电源根据产品厚度，材质等特点选配功率2） 不锈钢焊接：脉冲逆变电源根据产品厚度，材质等特点选配功率3） 铝合金焊接：脉冲逆变电源根据产品厚度，材质等特点选配功率4） 铜及铜合金焊：接脉冲逆变电源根据产品厚度，材质等特点选配功率点焊机器人组成10.2

2.机器人弧焊电源（4）机器人CO2焊枪：主要分为空冷和水冷两种形式，根据焊接电源的大小，焊接产品的

位置配置不同焊枪，如图10-6、10-7、10-8所示。点焊机器人组成图10‑6机器人焊枪图10‑7内置式机器人焊枪系统结构图10‑8外置式机器人焊枪系统结构10.3

1.被焊工件的基础资料（1） 被焊工件名称：标准节焊接（2） 被焊工件尺寸范围：1508mmX726mmX726mm（以用户图纸为准）（3） 被焊工件焊缝形式：对接角焊缝（4） 被焊工件材质：Q235、Q345弧焊机器人案例分析图10‑9焊接件10.3

2.焊接工艺及工艺要求（1）工件装卸方式：由于工件体积偏大，工件装卸采用吊装。（2）焊接工艺：焊接时采用单丝气体保护焊。焊接时，人工先将组对好的工件

装夹在焊接变位机上，然后启动机器人进行焊接。焊接质量能够通过买方

质量检验部门按照中国的国家标准或者买方的企业标准进行的检测。（3）机器人配置FANUC电缆外置型机器人，焊接电源配置OTC数字电源进行

焊接。（4）焊接工艺对焊件的精度要求：1）工件表面不得有影响焊接质量的油锈、水份；2）焊缝组对间隙小于0.5mm；3）工件装配后的重复位置精度不大于1.0mm；4）不得有影响定位的流挂和毛刺。弧焊机器人案例分析10.3

3.弧焊机器人工作站设计（1）总体方案设计：工作站主要包括弧焊机器人、焊接电源、焊接变位机(双

轴与单轴焊接变位机)、焊接夹具、清枪站、系统集成控制柜等组成。机

器人工作站设计效果如图10-10所示。弧焊机器人案例分析图

10‑10弧焊机器人工作站三维图10.3（2）工作站配置：机器人工作站主要配置如下表。弧焊机器人案例分析序号名称型号及配置品牌数量1弧焊机器人本体及控制器型号：FANUCRobotM-10iAFANUC1配置机器人本体，有效负载10kg；B箱体；示教器、附10m电缆；机器人与控制柜间电缆长7m；中文操作系统；2焊接电源型号：OTCCPVE-500OTC1主要配置：焊接电源、机器人送丝机、￠1.2送丝轮组、通讯电缆。3单轴焊接变位机承载工件及焊接所需工装，(联动控制)FANUC14双轴焊接变位机焊接所需工装定制15焊接夹具手动夹紧定制16控制系统配置：操作盒、配线盒，定制17机器人焊枪RM80W,22度TBI18防碰撞传感器KS-1TBI19清枪站清枪喷硅油(BRG2000)和剪丝装置（DA2000）TBI110冷却水箱Becool2.2withsensorTBI110.3

1)FANUCRobotM-10iA弧焊机器人：

FANUCM-10iA机械部分：安装方式：地装关节方式：6轴关节型最大负荷：10公斤运输方式：利用叉车或吊车弧焊机器人案例分析10.3

1)FANUCRobotM-10iA弧焊机器人：R-30iA控制器部分： 中英文显示 基本配置：B型箱体 电源输入：380V/3Φ＋E FlashROM模块容量：32MB DRAM模块容量：32MB CMOSRAM模块容量：3MB USB存储功能

CF卡存储功能 机器人控制电缆7米（非柔性） 示教盘电缆10米 备件(保险丝，后备电池)弧焊机器人案例分析10.3

1)FANUCRobotM-10iA弧焊机器人：软件 基本字库：中英文 焊接专用软件（ARCTool）

M-10iA机器人控制软件 数字伺服功能 操作指令功能 位置寄存器功能 时间计数器功能 外部程序选择功能

TCP自动设定功能 高灵敏度防碰撞检测功能弧焊机器人案例分析10.3

2)焊接电源OTCCPVE500：焊接标准技术规格见下表弧焊机器人案例分析项目规格/性能指标型号CPVE500输入电压、频率3相，380V±10%，50/60Hz输出电流范围30-500A暂载率100%外形尺寸298X630X55610.3

3)单轴变位机：技术参数：最大负载：500Kg

最大翻转速度：15r/min

翻转角度：±200°

重复定位精度：500mm直径内±0.2mm

总体构成：主要由驱动头座、机座、夹具安装座、导电系统组成

驱动头座：由进口伺服马达及高精密减速器组成。 机座：由高强度钢板或是型材组焊，并经去应力退火。 夹具安装座：由高强度钢组焊，焊后经精加工处理。弧焊机器人案例分析10.3

4)双轴变位机：技术参数： 最大负载：500Kg

最大翻转速度：3r/min

最大回转速度：5r/min

最大翻转角度：100°

总体构成：主要由翻转机构、回转机构、机座、导电系统组成， 翻转机构（回转机构）：由进口伺服马达及高精密减速器组成。 机座：由高强度钢板或是型材组焊，并经去应力退火。弧焊机器人案例分析弧焊机器人程序及分析10.4以保险箱的焊接为例，如图10-13所示。机器人的轨迹为：1->2->3->4->5->6->7->8->9->10->11->1为实现该轨迹的焊接，焊接程序轨迹如图10-13所示。图10‑13保险箱弧焊轨迹弧焊机器人程序及分析10.4示教编写弧焊程序如下。1:JP[1]100%CNT1002:JP[2]100%CNT1003:JP[3]100%FINESecondStageofExerciseArcStart[1]4:LP[4]100IPMCNT1005:LP[5]100IPMCNT100(5:JP[5]20%CNT100)6:LP[6]100IPMCNT1007:LP[7]100IPMCNT100(7:JP[7]20%CNT100)弧焊机器人程序及分析10.48:LP[8]100IPMCNT1009:LP[9]100IPMCNT100(9:JP[9]20%CNT100)10:LP[10]100IPMFINEArcEnd[1]11:JP[11]100%CNT10012:JP[1]100%CNT100End本章小结10.5本章主要学习了弧焊机器人的基本知识，包括弧焊机器人的类型，组成结构，弧焊坐标系的标定方法。并以典型的弧焊工作站为例进行了分析和编程示例。一、填空题（1）根据所采用的弧焊保护气体的不同，弧焊可分为____,____,____,____,____,____,____等。（2）弧焊机器人主要包括____,____,____,____等几部分。（3）变位机一般包括____,__