焊接机器人与变位机的协调控制

焊接机器人毕业论文

第1章绪论 1.1课题研究的目的及意义焊接是制造业中最重要的工艺技术之一。它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段，发展成为制造业中一项基础工艺，一种生产尺寸精确的产品的生产手段。传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求。因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中。近20年来，在半自动焊、专机设备以及自动焊接技术方面已取得了许多研究和应用成果，表明焊接过程自动化已成为焊接技术新的生长点之一。从21世纪先进制造技术的发展要求看，焊接自动化生产已是必然趋势。焊接机器人的诞生是焊接自动化革命性的进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化的生产方式，从而使中小批量的产品自动化焊接成为可[1]。焊接机器人已经广泛应用于汽车、工程机械、摩托车等行业，极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接生产效率和生产质量产生了质的飞跃。同时改善了工人的劳动环境[2]。但是，现在焊接领域中自动化程度最高的手臂式机器人在使用时有两个局限性：一个是它的活动范围较小，因为它像一个手臂，手臂长1.5~2米，也就是其活动半径，所以焊接的工件不能太长，最大范围也不能超过2米。二是它必须用编程或示教进行工作，对不规则的焊缝，特别是在焊接过程中焊缝发生形变时，则很难适应。然而，许多大型工件体积非常庞大，而且必须在工地和现场进行焊接。例如：石化工业中的大型储油罐、球罐，造船业中的各种轮船，对这类产品的焊接，就很难实现自动化，许多建设工作仍然采用人工焊接[3]。因此，给焊接机器人加装各种传感器，使它们具有焊接路径自主获取、焊缝跟踪以及焊接参数在线调整等能力，具有很高的实用价值。机器人焊接过程的自主化和智能化已经成为科研工作者的一个研究重点。移动焊接机器人由于其良好的移动性、强的磁吸附力以及较高的智能，成为解决大型焊接结构件自动化焊接的有效方法[4]。尽管自主移动机器人的实用化研究还不够完善，但移动机器人是解决无轨道，无导向，无范围限制焊接的良好方案。 1.2国内外研究现状自1962年美国推出世界上第一台Unimate型和Versatra型工业机器人以来，越来越多的工业机器人投入生产使用中。这其中大约有半数是焊接机器人。焊接机器人是在工业机器人上装备焊接系统，如送丝机、软管、焊枪、焊炬或焊钳，并配备相

焊接机器人工作站方案

. . . 目录一、工件基础资料及工件工艺要求 (2) 1.1对被焊工件的要求 (2) 二、工作环境 (2) 三、机器人工作站简介 (2) 3.1焊接工艺 (2) 3.2工作站简述 (2) 3.3机器人工作站布局: (图中形状，尺寸仅供参考) (2) 3.4机器人工作站效果图 (3) 3.5机器人工作站动作流程 (3) 四、配置清单明细表 (4) 五、关键设备的主要参数及配置 (5) 六、电气控制系统 (6) 七、双方职责及协作服务 (7) 7.2需方职责 (7) 7.2供方职责 (7) 八、工程验收及验收标准 (7) 九、质量保证及售后服务 (8) 十、技术资料的交付 (9) 十一、其它约定................................................... 错误！未定义书签。附件一 KUKA机器人 (9) 1.1 KUKA KR6弧焊机器人： (10) 1.2机器人系统： (10)

一、工件基础资料及工件工艺要求 1.1对被焊工件的要求 ?工件误差：精度误差、位置误差、焊缝间隙误差。 ?工件焊缝周围10mm内不能有影响焊接质量的油、水分和氧化皮。 ?工件上不能有影响定位的流挂和毛刺等缺陷。 ?工件的尺寸偏差不能超过 1 mm。 ?不同工件在夹具定位后焊缝位置度重复定位偏差不超过 1 mm。 ?坡口的焊缝间隙小于1mm,大于1mm需人工打底。二、工作环境 2.1电源：3相AC380V ，50Hz±1Hz ，电源的波动小于10%。 2.2工作温度：5℃～ 45℃。 2.3工作湿度：90%以下。三、机器人工作站简介 3.1焊接工艺 ?焊接方式;人工定焊组对、人工示教，机器人满焊。 ?焊接方法：MIG/MAG ?保护气体：80%Ar+20%CO2。 ?焊丝直径：1.0/1.2mm。 ?焊丝形式：盘/桶装。 ?焊接的可达率：机器人焊枪可达范围，不可达区域由人工补焊。 ?工件装卸方式：人工装配。 ?物流方式：人工、行吊。 3.2工作站简述 ?本案设备采用单工位三班制，每班工作时间8小时，并且设备满足24小时三班连续作业工作能力。 ?本工作站主要包括弧焊机器人1套、焊接电源1套、L型双轴变位机1套、机器人底座1套、系统集成控制柜1套等组成。 3.3机器人工作站布局: (图中形状，尺寸仅供参考)

二、机器人焊接系统要求

焊接机器人技术要求一、设备名称、数量及用途焊接机器人 1套用于山东玲珑机电有限公司（甲方）二、供货范围 1、焊接机器人（焊枪、送丝机、储丝桶、水冷机、清枪剪丝装置、防碰撞传感器等） 2、机器人滑台系统 3、变位机 4、集成控制系统 5、示教器 6、焊接软件 7、配套的工装夹具 8、安全护栏及其它保护装置 9、烟尘处理系统 10、附件、备品备件 11、其它一、系统方案 1.依据 1.1 甲方所提供的被焊工件照片、图纸及相关技术要求。 1.2 以产品的焊接工艺分析和工艺流程的合理性为基础，力求高柔性、高性价比、高可靠性，并且日后可扩展升级。 2.主要焊接工件及焊接要求 2.1.1工件外形图如下：（甲方可提供图纸）

热板 2.2工件的焊接要求： 2.2.1 气体保护电弧焊接(MAG)。 2.2.2 焊接牢固，无设备自身原因导致的夹渣、裂纹、咬边、漏焊等焊接缺陷。 2.2.3 焊缝均匀平整、无焊瘤等外观缺陷。 2.2.4 焊缝尺寸及质量应符合甲方图纸及技术要求。 2.2.5焊接位置：船形位焊接 3.工序及工艺路线的划分 3.1工序：人工点焊零部件---吊运工件至变位机-→手动夹紧工件-→确认程序号-机器人焊接工件（变位机协调联动）- →焊接工件结束-→机器人复位→人工装卸工件，程序结束。底座、横梁和热板在变位机上面焊接。底座、横梁需要分两次焊接，第一次焊接底座、横梁的内部焊缝，第二次焊接底座、横梁的外部焊缝。需要人工分两次装卸工件。 3.2操作：操作人员按下操作盒上的启动按钮，滑台上的焊接机器人按照预先设定好的程序运行，机器人夹持焊枪到达焊缝始端开始焊接，在焊接过程中变位机可以适时转动工件，使得工件上的焊缝有利于机器人的焊接作业，焊接结束，机器人复位，人工装卸工件。该变位机可以同机器人配合工作。变位机带动工件适时翻转，可以将工件焊缝调整为机器人最佳位置焊接焊缝（船型焊缝），方便机器人焊接工件，此变位机还可以适应工件的多层多道焊接、对称焊接等焊接要求，减少工件焊接变形。 3.3机器人弧焊软件包：机器人带有起始点寻位功能。该功能具备接触传感功能，具有自动寻找焊缝起始位置的功能，从而解决工件初始定位偏差问题。机器人带有电弧跟踪功能。能够自动补偿由于工件的不一致性、焊接变形带来的偏差。焊接工艺特点：通过触碰寻位对于其中特征位置的焊缝集中进行寻位；按照工艺需求，遵循焊接应力变化、表面要求及焊接可达性要求，依次进行焊接；大部分焊缝都尽最大可能调整为船型位置。焊接过程中，部分关键尺寸进行必要的二次寻位，以保证起弧位置准确。并利用变位机大幅反转的间隙，设置程序，进行清枪剪丝喷硅油的工作。 3.4焊接工艺 3.4.1工件参数条件 1)工件材料：Q345；

智能焊接机器人系统

焊接机器人系统机器人通常定义为：机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。焊接机器人作为在生产中最为常见的工业机器人，焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。因此，我选取焊接机器人作为讨论对象，以下是我比对自己在图书馆和网上找到的资料对焊接机器人的系统组成进行的简要概括，分析焊接机器人系统是怎样完成复杂的焊接工作的。一、典型的机器人系统组成： 1、机器人本体和操作机，可以直接完成各种具体作业； 2、机器人控制器，用来控制机器人和完成数据存储，包括计算机系统和伺服系统两部分； 3、各种不同的作业工具，如焊枪和手爪等； 4、各种周边辅助设备； 5、为完成特殊任务而使用的传感器； 6、用于完成计算机管理、监控和计算机通信的通信系统。二、焊接机器人的定义焊接机器人是从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织工业机器人术语标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。目前在汽车工业中被广泛应用于汽车底盘的焊接。三、焊接机器人的软硬件系统组成 1、焊接机器人的硬件系统。如下图所示：焊接机器人的硬件系统一般由机器人本体、摄像机随动机构、焊接电源、摄像机、机器人控制器、示教盒、和中央控制机、导引/焊缝跟踪计算机、熔透控制计算机、焊机接口控制盒、电焊机和送丝机等部分构成。 2、焊接机器人的软系统。焊接机器人的软系统根据模块化设计的思想，将焊接机器人工作单元分解为不同的功能模块。主要有初始位置导引模块、焊缝跟踪模块，熔透控制模块，

焊接变位机设计准则

珠海固得焊接自动化设备有限公司陈裕川江维何奕波摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成珠海固得焊接自动化设备有限公司陈裕川江维何奕波摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成部件。本文概述了机器人焊接变位机的种类和结构形式，列举了焊接变位机在机器人工作站中典型的应用实例，详细地论述了机器人焊接变位机的技术要求、设计准则和计算方法，介绍了标准型机器人变位机的主要技术特性参数。关键词：机器人工作站；变位机；设计准则 1 前言在现代工业生产中，机器人的应用越来越普遍。为充分发挥机器人的功效，其通常与各种焊接变位机组合使用，从而实现高效、优质的焊接生产。目前，焊接变位机已成为焊接机器人工作站不可缺少的组成部分。一台较复杂的多轴焊接变位机的价格往往超过标准机器人本身的价格，可见焊接变位机的重要性。因此，必须重视焊接变位机的设计与制造。迄今，我国尚未制定焊接变位机设计规程，本文根据相关的技术文献，概括地讨论了机器人焊接变位机的设计准则。 2 焊接变位机的种类目前，与机器人配套使用的焊接变位机有多种结构形式。现将最常用的焊接变位机分述如下： 2.1 固定式回转平台。这是一种最简单的单轴变位机，其结构形式见图1。工作平台可采用电机或风动马达驱动。通常工作平台的回转速度是固定不变的，其功能是配合机器人按预编程序将工件旋转一定的角度。 2.2 头架变位机。头架变位机也是一种单轴变位机，其结构形式如图2所示, 卡盘通常由电机驱动。与回转平台不同，其旋转轴是水平的，适用于装卡短小型工件，可配合机器人将工件接缝转到适于焊接的位置。 2.3 头尾架变位机。头尾架变位机由头架和尾架组成，其结构形式见图3，是机器人工作站最常用的变位机。在一般情况下，头架装有驱动机构，带动卡盘绕水平轴旋转。尾架则是被动的。如工件长度较大或刚度较小，亦可将尾架装上驱动机构，并与头架同步起动。严格地说，头尾架变位机仍属于单轴变位机。尾架在机座轨道上的水平移动在装卡工件时起作用，不与机器人协调动作。

焊接机器人

焊接机器人焊接机器人定义焊接机器人是指具有三个或三个以上可自由编程的轴，并能将焊接工具按要求送到预定空间位置，按要求轨迹及速度移动焊接工具的机器。包括弧焊机器人、激光焊接机器人、点焊机器人等。焊接机器人的组成焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。接机器人生产线焊接机器人生产线比较简单的是把多台工作站（单元）用工件输送线连接起来组成一条生产线。这种生产线仍然保持单站的特点，即每个站只能用选定的工件夹具及焊接机器人的程序来焊接预定的工件，在更改夹具及程序之前的一段时间内，这条线是不能焊其他工件的。另一种是焊接柔性生产线（FMS-W）。柔性线也是由多个站组成，不同的是被焊工件都装卡在统一形式的托盘上，而托盘可以与线上任何一个站的变位机相配合并被自动卡紧。焊接机器人系统首先对托盘的编号或工件进行识别，自动调出焊接这种工件的程序进行

焊接。这样每一个站无需作任何调整就可以焊接不同的工件。焊接柔性线一般有一个轨道子母车，子母车可以自动将点固好的工件从存放工位取出，再送到有空位的焊接机器人工作站的变位机上。也可以从工作站上把焊好的工件取下，送到成品件流出位置。整个柔性焊接生产线由一台调度计算机控制。因此，只要白天装配好足够多的工件，并放到存放工位上，夜间就可以实现无人或少人生产了。工厂选用哪种自动化焊接生产形式，必须根据工厂的实际情况及素要而定。焊接专机适合批量大，改型慢的产品，而且工件的焊缝数量较少、较长，形状规矩（直线、圆形）的情况；焊接机器人系统一般适合中、小批量生产，被焊工件的焊缝可以短而多，形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多，每批数量又很少的情况，目前国外企业正在大力推广无（少）库存，按订单生产（JIT）的管理方式，在这种情况下采用柔性焊接线是比较合适的。以上是OTC焊接机器人的详细信息，由深圳市骏腾发自动焊接装备股份有限公司（柳州分公司）自行提供，如果您对OTC焊接机器人的信息有什么疑问，请与该公司进行进一步联系，获取OTC焊接机器人的更多信息。 2.OTC 焊接机器人及其应用 1 焊接机器人

焊接夹具的制造

7. 机器人焊接夹具的制造 7.1 设计机器人夹具时的基本条件利用机器人进行焊接时,不是利用人的五官感觉来进行的,而是机器人重复同一轨迹自动运行进行焊接的,所以设计机器人夹具时要确认如下几点。 (1) 明确用机器人进行焊接的各种要求 ? 最终目标是什么? ? 对自动化的要求及其规模? ? 提高多少生产效率及其生产节拍? ? 提高质量的关键在哪里?工件的精确定位是否可能? (2) 工件本身的精度是否高? ? 必须使定位误差小于焊丝直径的一半。 (3) 工件焊接部位有无定位基准? ? 在参照定位基准的基础上设置工件。 (4) 机器人是以示教再现方式进行工件时,不能象操作人员那样根据不同情况随机应变。 (5) 机器人的动作区域是有限制的,在动作区域内焊枪的角度也有限制,所以存在不能进行焊接的部位。 (6) 在焊接过程中会产生焊道歪斜和飞溅,所以夹具要有一定的强度,要采取遮挡飞溅或减少飞溅的对策。 (7) 焊接结束后,必须有“取下工件,安装下一个工件”的工序。 (8) 机器人的动作既高速又危险,设计时必须对安全给予足够的重视,应参照劳动安全法和劳动安全守则进行设计。机器人是以±0.1mm 的重复再现精度自动运行的,所以固定工件的夹具不牢固的话是得不到好的焊接结果的,本章介绍制造机器人夹具时的要点。

7.2 在设计机器人夹具前的准备工作 (1) 收集关于工件的信息 ?材质、板厚、表面处理、重量和有关图纸等。 ?前一道工序的制造工艺。 ?生产量等情况。 (2) 了解目前的施工方法 ?有否半自动焊接的夹具,改造后能否用作机器人夹具? ?有什么焊接条件? (3) 过去有无相同的加工例子供参考? ?调查类似的工件 (4) 预算规模有多大? 7.3 制造夹具时的注意事项 (1) 决定把工件固定,或让其旋转,或移动机器人。 (2) 选择最稳定的固定工件的方法,选择最佳姿势焊接工件。 (3) 关于夹具的设计 ?有的工件需要定位焊,有的则不需要,其夹紧方法各不相同。 ?夹紧的方法有手动直接夹紧,通过切换阀的手动夹紧和电控夹紧等,可根据成本、使用目标和规模加以选择。 ?夹具安装在靠近焊接部位。 ?若采用手动夹紧方法要考虑其大小和操作的灵活性,以方便操作人员使用。 ?要考虑焊接时产生的飞油对夹具的影响,据此来决定夹具的位置。 (4) 如果同一个工件需要焊接多处,应该统一定位基准。 (5) 要考虑工件的装入、取出、工具的传送。 (6) 夹具所用的零件最好使用市面容易买得以到的标准品。 (7) 如在一个工件台上进行多品种生产时,可考虑在工作台人工更换夹具,因为自动切换方法精度低,动作不稳定,故障多。

FANUC焊接机器人控制系统介绍、应用故障分析及处理

FANUC焊接机器人控制系统介绍、应用故障分析及处理 FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，其控制系统采用32位CPU 控制，采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动；支持离线编程技术；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。焊接是工业生产中非常重要的加工方式，同时由于焊接烟尘、弧光和金属飞溅的存在，焊接的工作环境非常恶劣，随着人工成本的逐步提升，以及人们对焊接质量的精益求精，焊接机器人得到了越来越广泛的应用。机器人在焊装生产线中运用的特点焊接机器人在高质、高效的焊接生产中发挥了极其重要的作用，其主要特点如下： 1.性能稳定、焊接质量稳定，保证其均一性焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定性作用。人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，很难做到质量的均一性；采用机器人焊接，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，焊接质量非常稳定。 2.改善了工人的劳动条件采用机器人焊接后，工人只需要装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等；点焊时，工人不再需要搬运笨重的手工焊钳，从大强度的体力劳动中解脱出来。 3.提高劳动生产率机器人可一天24h连续生产，随着高速、高效焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高地更加明显。 4.产品周期明确，容易控制产品产量机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。 5.可缩短产品改型换代的周期，降低相应的设备投资可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是它可以通过修改程序以适应不同工件的生产。 FANUC机器人控制系统 1.概述 FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，是奇瑞公司最早引进的焊接机器人，也是最先用到具有附加轴的焊接机器人。其控制系统采用32位CPU控制，以提高机器人运动插补运算和坐标变换的运算速度；采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动，运动精度大大提高，最多可控制21轴，进一步改善了机器人动态特性；支持离线编程技术，技术人员可通过离线编程软件设置参数，优化机器人运动程序；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。其控制原理如图1所示。

DLRB-1410WP焊接机器人工作站(带变位机)(闫斌)

工业机器人焊接工作站（配双轴变位机）设备名称：工业机器人焊接工作站（配双轴变位机）设备型号：DLRB-1410WP 设备数量：1台生产厂家：山东栋梁科技设备有限公司图片仅供参考，以实际配置为准一、产品概述 DLRB-1410WP工业机器人焊接工作站主要由：工业机器人本体、工业机器人控制器、手持示教器及控制电缆、焊接电源、送丝机、送丝机底座、送丝线盘、配套电缆、焊枪、焊枪夹持器、防碰撞传感器（选配）、控制台、机器人底座、变位机、安全围栏等组成。 1

二、系统组成 1、机器人本体采用ABB IRB1410型工业机器人 ?IRB1410机器人采用超高速6轴运行机构，工作半径1.44m，有效载荷5kg。本代产品优化了电机功率和运动性能，使整体性能优于同类竞争产品。 ?机器人本体和机器人控制柜防护等级均为IP54。具体参数如下： ?机器人轴数：6轴可扩展至8轴 ?机器人最大负载： 5 kg； ?机器人手臂最大工作半径： 1.44m； ?机器人重复定位精度：0.025mm；电气连接三相交流400V(+10%，-15%)，50Hz，7.68KVA 环境参数环境温度：5?C- 45?C 相对湿度：95% 噪声等级： <70dB 重量： 225 kg 2

工作范围 2. 机器人控制器标准型IRC5 控制柜控制硬件：多处理器系统 PCI 总线奔腾CPU 大容量闪存 20s UPS 备份电源 3

控制软件： BaseWare机器人操作系统强大的RAPID编程语言 PC-DOS文本格式软件出厂预装，并存于光碟电气连接：电源： 3 相400V(+10%，-15%)，50Hz 额定功率：7.68KVA（变压器容量）输入输出：数字24V，DSQC1030 16进/16出模拟0-10V，DSQC1032 4AO/4AI 安全性：紧急停止，自动模式停止，测试模式停止等物理参数：尺寸：970mm×725mm×710mm 重量：150kg 环境参数：环境温度：5?C -45?C 相对湿度：95% 防护等级：IP54 操作界面： 4

焊接机器人及其柔性夹具控制系统.

焊接机器人及柔性夹具控制系统焊接机器人及柔性夹具控制系统在结构上主要由两部分组成：机械系统和控制系统。机械系统包括机器人工作房、机器人本体、机器人外轴回转台及机器人周边设备等；控制系统可分为机器人控制系统、工装夹具识别及控制系统、人机界面等辅助单元。机械结构 1．机器人工作房机器人工作房的布置及主要部件如图1所示，工作房外形为六边梯形，房间由方管框架加薄铁板焊接而成，焊接机器人在房间中央位置，左右对称位置各有一个工作台，分别由两个机器人外轴电机直接驱动。两工作台之间有30°左右的夹角，机器人工作时可在两工位之间切换，即机器人在左侧工位焊接时，操作工可在右侧工位上下料，同样，当机器人在右侧工位工作时，操作工可在左侧装拆工件，这样可使机器人停机等待时间大大减少，从而提高生产效率。在机器人和回转台之间有气缸驱动的隔离装置，它可以遮挡弧焊时产生的弧光和焊渣，并保护操作者在另一侧操作时不受影响。在两工位外侧开了两个门，以便操作，该门上方安装了气动门帘，焊接时可自动关上，以遮挡弧光和焊渣。图1 机器人工作房顶视图

两工位外侧分别有一个双手启动操作盒，用以操作焊接夹具盒启动机器人进行焊接工作。在整个工作房的前侧有一个主操作面板，上面安装了触摸屏和若干按钮，在此可以对系统进行设置和操作。机器人工作房的外观如图2所示。图2 机器人工作房图 2．机器人本体我们采用的FANUC ROBOWELD 100i系列焊接机器人是标准的六轴机器人，具有六个自由度，理论上可以达到运动范围内的任意一点，其臂展范围为1440mm，配以松下的焊枪，足以满足本系统的需要。另外，汽车零部件的焊接对机器人轨迹的重复定位精度有一定要求，一般应小于0.5mm，而该机器人可达到0.2mm，可以满足生产需要。此外，整车厂商对及时供货和零库存的要求决定了零部件厂商对生产效率的关注，所以对设备的自动化程度和零件生产节拍有近乎苛刻的要求，FANUC机器人 2000mm/s的直线速度可以大大减少机器人轨迹中空行程所浪费的时间。机器人本体外形如图3所示。图3 机器人本体 3．机器人外轴回转台

管板自动焊接机器人设计

摘要在化工、轻工、核能等设备中，管与管板的焊接接头不仅数量多，操作难度大，而且焊接质量要求高。目前上海某工厂管板焊接是手工操作的，生产效率低、工人劳动强度大、焊接质量不稳定。所以本文针对上述情况，设计出管板自动焊接机器人系统。本文所设计的管板自动焊接机器人，包括机械系统、视觉自动定位系统、PLC控制系统和基于触摸屏的人机交互界面。根据工件及焊接工艺要求，焊接基本参数通过触摸屏设定，采用触摸屏实现初始定位精度调试,确定视觉传感识别管孔中心并将位置信息传递给以PLC为控制核心的控制系统，引导焊接初始位置自动识别、焊接。实现了对管板焊接机器进行自动化改造，使原来人工定位，人工控制焊接进程的机械手变为由步进电机驱动，视觉定位和焊接过程自动化控制的一整套焊接设备。关键词：管板焊接，视觉定位，触摸屏，PLC

Abstract In chemical,light industry,nuclear industry and other equipment,as for the tube-plate welding,despite the large number of welding joints and the complicated operation process, high welding quality are required.There exsits tube-plate welding based on mannual work at a factory in Shanghai,of which the production efficiency is low,the worker labor intensity is heavy,the welding quality is unstable.This paper about design of tube-plate automatic robots, includes mechanical system,visual automatic positioning system,PLC,man-machine interface system based on the touch screen.According to Requirements of the workpiece and the welding technology,welding basic parametersare is set by the touch screen,which was adopted to realize the initial positioning adjustment,determine center of the visual sensing identify pipe hole and transfer the location information to control system of PLC as the control core;guiding automatic identifications of the initial position and welding.By the implement of automation renovation for the tube-plate welding,transform the original artificial positioning,artificial control of welding process into automatic drive by step motor, visual positioning and welding equipments on the basis of a complete automatic control pocesss. Keyword:tube-plate welding,visual positioning,touch screen,PLC

机器人焊接工作站标准构成

机器人焊接工作站标准构成【摘要】通过本文详细描述机器人焊接工作站的构成，加深大家对机器人工作站认识及了解。普及机器人工作站基本知识。【关键词】工作站、焊接变位机、夹具、周边设备 The basic composing of the robot weld workstation GAO Na （SHENYANG SIASUN ROBOT&AUTOMATION CO.,LTDNO.16,Jinhui Street,Hunnan New District,Shenyang 110179） Abstract: Describes the robot through this article to weld the workstation in detail the constitution, deepens everybody to the robot workstation understanding and the understanding.Popular robot workstation elementary knowledge. Key words: workstation ; floor turnable positioner ; clamp ; the surrounding equipment

中图分类号：P755.1 文献标识码：A 文章编号：一、前言随着第一产业规模化，自动化，标准化的加速，尤其是汽车国产化进程加快，机器人焊接工作站的应用越来越广泛，已经是汽车生产的主要模式。本文主要是对机器人焊接工作站知识进行基础讲解。二、总体构成一个标准的机器人焊接工作站由机械、电气及焊接三大部分构成。如上图所示，通常一个标准工作站有①安全围栏（或焊接房），②变位机，③公共基座（含机器人底座、变位机底座），④操作台，⑤机器人本体，⑥固定工作台，⑦夹具，⑧电缆桥架（走各种电缆、信号线）以及机器人控制器、焊机等组成。其工作流程是按照控制系统下达的指令，根据预先示教的程序，依照绝对码盘确定的位置信息，沿着示教的运动轨迹进行弧焊、点焊等自动作业。有的项目根据需要还配备检具、专机等其他设备。本文着重说明机械部分的构成及应用。机器人系统的确定及方案的确立：

焊接机器人及其柔性夹具控制系统

焊接机器人及其柔性夹具控制系统 2005-06-20 11:15:14 □上海克来机电自动化工程有限公司机器人应用工程部王卫峰焊接机器人及柔性夹具控制系统在结构上主要由两部分组成：机械系统和控制系统。机械系统包括机器人工作房、机器人本体、机器人外轴回转台及机器人周边设备等；控制系统可分为机器人控制系统、工装夹具识别及控制系统、人机界面等辅助单元。机械结构 1．机器人工作房机器人工作房的布置及主要部件如图1所示，工作房外形为六边梯形，房间由方管框架加薄铁板焊接而成，焊接机器人在房间中央位置，左右对称位置各有一个工作台，分别由两个机器人外轴电机直接驱动。两工作台之间有30°左右的夹角，机器人工作时可在两工位之间切换，即机器人在左侧工位焊接时，操作工可在右侧工位上下料，同样，当机器人在右侧工位工作时，操作工可在左侧装拆工件，这样可使机器人停机等待时间大大减少，从而提高生产效率。在机器人和回转台之间有气缸驱动的隔离装置，它可以遮挡弧焊时产生的弧光和焊渣，并保护操作者在另一侧操作时不受影响。在两工位外侧开了两个门，以便操作，该门上方安装了气动门帘，焊接时可自动关上，以遮挡弧光和焊渣。

图1 机器人工作房顶视图图2 机器人工作房图两工位外侧分别有一个双手启动操作盒，用以操作焊接夹具盒启动机器人进行焊接工作。在整个工作房的前侧有一个主操作面板，上面安装了触摸屏和若干按钮，在此可以对系统进行设置和操作。机器人工作房的外观如图2所示。 2．机器人本体

图3 机器人本体我们采用的FANUC ROBOWELD 100i系列焊接机器人是标准的六轴机器人，具有六个自由度，理论上可以达到运动范围内的任意一点，其臂展范围为1440mm，配以松下的焊枪，足以满足本系统的需要。另外，汽车零部件的焊接对机器人轨迹的重复定位精度有一定要求，一般应小于0.5mm，而该机器人可达到0.2mm，可以满足生产需要。此外，整车厂商对及时供货和零库存的要求决定了零部件厂商对生产效率的关注，所以对设备的自动化程度和零件生产节拍有近乎苛刻的要求，FANUC机器人2000mm/s的直线速度可以大大减少机器人轨迹中空行程所浪费的时间。机器人本体外形如图3所示。 3．机器人外轴回转台外轴回转台由支架、驱动电机、减速器和回转框架等构成，焊接夹具就固定在该框架上。回转由机器人外轴直接控制，除去了以往由PLC控制的转台单独回转、位置确认以及与机器人通信等过程所增加的许多时间。由于该回转台主动侧和从动侧之间的跨度较大（1800mm），而且在工作时转速又很高，因此对回转台在回转时的跳动范围是有一定要求的，需认真调校才能使回转台在工作时运转平稳，否则很容易引起电机过载、过热等情况，严重时将损坏设备。 4．机器人周边设备

工业机器人的焊接应用焊接机器人

工业机器人的焊接应用-焊接机器人工业机器人在焊接领域内的应用，被称作焊接机器人，它是从事焊接工艺的工业机器人，它主要包括机器人和专业工艺焊接装备两部分。其中，机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成；而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人，还应配有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。 1、弧焊机器人的特点弧焊机器人多采用气体保护焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制，而焊接电源多为模拟控制，所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。近年来，国内外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备，在这些焊接设备内已经插入相应的接口板，所以弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。比如：上海弗劳思FRB050不锈钢自动化焊接机器人套装，是联合了北京时代科技量身定制的数字化脉冲焊机，焊接1CM的小圆效果完美赶超四大家族品牌。随着不锈钢焊接、铝制品焊接的应用越来越广泛，国内外的焊接设备倾向于往数字化焊机方向的发展。应该指出的是，在弧焊机器人工作周期中，电弧时间所占的比例较大，因此在选择焊接电源时，一般应按持续率100％来确定电源的容量。送丝机构可以装在机器人的上臂上，也可以放在机器人之外，前者焊枪到送丝机之间的软管较短，有利于保持送丝的稳定性，而后者软管校长，当机器人把焊枪送到某些位置，使软管处于多弯曲状态，会严重影响送丝的质量，所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。 2、点焊机器人的特点由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以点焊机器人的变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，工业上已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为 600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600～ 700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接，焊接参数由定时器调节。目前，新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，用电伺服点焊钳，焊钳的张开和闭合

现代机器人焊接变位机的设计准则

现代机器人焊接变位机的设计准则摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成部件。本文概述了机器人焊接变位机的种类和结构形式，列举了焊接变位机在机器人工作站中典型的应用实例，详细地论述了机器人焊接变位机的技术要求、设计准则和计算方法，介绍了标准型机器人变位机的主要技术特性参数。关键词：焊接变位机；变位机；机器人焊接变位机；设计准则 1 前言在现代工业生产中，机器人的应用越来越普遍。为充分发挥机器人的功效，其通常与各种焊接变位机组合使用，从而实现高效、优质的焊接生产。目前，焊接变位机已成为焊接机器人工作站不可缺少的组成部分。一台较复杂的多轴焊接变位机的价格往往超过标准机器人本身的价格，可见焊接变位机的重要性。因此，必须重视焊接变位机的设计与制造。迄今，我国尚未制定焊接变位机设计规程，本文根据相关的技术文献，概括地讨论了机器人焊接变位机的设计准则。 2 焊接变位机的种类目前，与机器人配套使用的焊接变位机有多种结构形式。现将最常用的焊接变位机分述如下：

2.1 固定式回转平台。这是一种最简单的单轴变位机，其结构形式见图1。工作平台可采用电机或风动马达驱动。通常工作平台的回转速度是固定不变的，其功能是配合机器人按预编程序将工件旋转一定的角度。 2.2 头架变位机。头架变位机也是一种单轴变位机，其结构形式如图2所示, 卡盘通常由电机驱动。与回转平台不同，其旋转轴是水平的，适用于装卡短小型工件，可配合机器人将工件接缝转到适于焊接的位置。 2.3 头尾架变位机。头尾架变位机由头架和尾架组成，其结构形式见图3，是机器人工作站最常用的变位机。在一般情况下，头架装有驱动机构，带动卡盘绕水平轴旋转。尾架则是被动的。如工件长度较大或刚度较小，亦可将尾架装上驱动机构，并与头架同步起动。严格地说，头尾架变位机仍属于单轴变位机。尾架在机座轨道上的水平移动在装卡工件时起作用，不与机器人协调动作。

关于焊接机器人焊接夹具设计应用的论述

关于焊接机器人焊接夹具设计应用的论述发表时间：2018-07-04T15:25:41.400Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第2期作者：刘贤伟 [导读] 对焊件的定位精度要求更高，对焊件的尺寸公差精度要求更高，焊件焊缝相对位置精度较高。摘要：对于焊接机器人而言，焊接夹具十分重要的基础工具，这是因为焊接工装的合理性及安装方式等决定了工件焊接精度的高低，同时直接决定焊接工艺的质量，对于焊接的成本有着十分重要的影响，随着工业制造行业的不断发展，才使得人们对于焊接夹具的需求越来越多，从我国制造业来说，通过焊接夹具的方式来提高工件的精度、稳定性等已经成为当前机器人企业的首选。关键词：焊接机器人；焊接夹具；设计要点 1.焊接机器人焊接夹具与普通焊接夹具对比的优势 1.1对焊件的定位精度要求更高，对焊件的尺寸公差精度要求更高，焊件焊缝相对位置精度较高。 1.2由于焊件一般由多个简单零件组焊而成，而这些零件的装配和定位焊，在焊接工装夹具上是按顺序进行的，因此，它们的定位和夹紧是一个个单独进行的。 1.3机器人焊接工装夹具前后工序的定位须一致。 1.4由于变位机的变位角度较大，机器人焊接工装夹具尽量避免使用活动手动插销。 1.5机器人焊接工装夹具应尽量采用快速压紧件，且需配置带孔平台，以便将压紧快速装夹压紧。 1.6与普通焊接夹具不同，机器人焊接工装夹具除正面可以施焊外，其侧面也能够对工件进行焊接。 2.焊接机器人焊接夹具的结构设计 2.1夹具体在焊接夹具中，夹具体作为一个重要部位，不仅要承载夹紧装置及定位装置，同时还承担着吊装、三坐标检测和校枪方面的功能。夹具体的加工精度直接影响定位机构的准确性，所以对工作面的平面度和表面粗糙度均有严格的要求。在对夹具体进行设计时，不仅要考虑其强度以及空间要满足实际装配以及测量方面的需要，同时还要减少夹具的自重以及缩小夹具的外形尺寸。比如根据工件的外形以及焊缝之间的要求，来灵活的采用框架或者是单梁的结构，这样可以更好的对材料进行节约以及减轻夹具自重，还能够为机器人提高较大的焊接空间，使焊接的质量以及效率有所提高。 2.2定位装置 2.2.1定位的材料以及强度因为焊接夹具的使用频率比较高，为了能够更好的满足定位部件的使用寿命和精度方面的要求，对于每个定位部件都要要求着具有着足够的硬度以及刚性，所以，定位部件一般选用四十五号的钢并且进行热处理来增加耐磨性，一些个别的定位销使用胀销的可以使用65 Mn或者是其他的材料。如果定位部件距离焊缝较近容易使定位件与工件焊接，可以选择铜来作为定位件使用的材质，可以避免熔池与定位装置粘连。 2.2.2定位装置的可调性由于组成汽车的零部件通常是冲压或拉延成形的空间曲面体，其结构的形状相对来说比较复杂，而一致性方面也不是很好，所以，为了方便进行更换以及调整，定位件的材料要尽量的支持分体的设计。定位结构在设计时尽可能的设计成为组合可调式的。 2.2.3对工件的可拆性来说，主要是针对定位销。有一部分工件上面的有孔距离焊缝较远或焊缝较短，这时可用固定销或气缸辅助穿抽销的结构来进行定位。但是因为汽车零部件间主要定位孔，定位精度方面的要求相对来说比较高，焊缝较长，焊后变形大，从而导致焊接后工件拆却比较困难，这时就可以考虑用胀销机构。除此之外，还可以进行增加顶出机构的方法把工件进行顶出。 2.3夹紧装置焊接装置中的夹紧元件主要是包括手动夹钳、气动夹钳、气缸、液压缸以及气一液转换缸等，在对夹具装置仅是设计要对以下几点进行考虑： 2.3.1夹紧力的作用点对薄板的冲压件，其作用力要作用到支撑点上面，只有对刚性很好的工件才可以作用到几个支撑点所构成的平面上面，以此来避免夹紧力导致工件弯曲。 2.3.2夹紧装置的可调性对于形状比较复杂而且高度不一致的工件，夹紧的机构是可以做出矫型多点夹紧，或者是角度可以调的形式，这种结构可以更好的板状压紧点以及工件之间的充分接触，对于工件复杂的表面相对比较适合。 2.3.3为了更好的方面工人进行装卸件，在对夹紧装置进行打开时，其打开的放心尽量不在操作工人的一侧，以此来避免压紧臂的高度会影响工人的装卸件。如果有必要的话还可以把压紧装置安装在滑动的导轨上面，通过气缸的带动。在工件安装好之后，压紧装置将会自动的滑入到压紧区来进行压紧，焊接完成之后又会自动的打开，从而来划出到装卸的工位。 3.焊接机器人焊接夹具柔性化设计随着我国工业化产业的发展，不仅仅对焊接机器人提出了更高的要求，更是高质量夹具设计的挑战，这些主要在夹具的柔性设计中。 3.1夹具和梁整体快速更换设计夹具梁和变位机之间的快速更换可以充分体现出其快换设计，夹具梁安装在板的每一册，每个板都配有一个定位销，定位仪器的两端也安装。安装定位销的L板侧，定位方法的关键槽槽的另一侧，从上到下安装的连接，夹具和夹具梁整体，这种快速更换结构简单可靠，定位重复性好，以成为机器人公司常见的快速变更结构标准。 3.2夹具和梁部分快速更换设计这种设计也有两种，第一种与整体快换相类似。第二种类型是更多的产品类型，更相似，互换性要求高，夹具梁分为同一标准模块，固定梁上的定位销根据标准尺寸分布，夹具可按照要求夹具梁标准尺寸的底板，底板做标准销与引脚定位。 4.简要实例分析仿形焊接夹具设计要点结合本人的实际工作经验，本人曾经完成过多种焊接夹具的开发设计，以仿形焊接夹具设计为例，其设计效果如下图1所示，该蜗壳仿

机器人智能化焊接技术

机器人智能化焊接技术 1、智能化焊接的大背景：自从改革开放以来，中国制造业发展突飞猛进，彻底激活了中国的加工业，让中国成为了“世界工厂”之说，但是近年来，随着中国人口红利的日渐消失，外来制造业正逐步转移到东南亚以及印度、巴西、墨西哥等劳动力成本较低的国家。正如美国提出制造业回归概念，中国制造业的未来应该考虑如何能够长远提升中国创造的能力以及产业投资、经营环境，而不应该仅仅停留在早期代工阶段。目前，中国制造业生产技术特别是关键技术主要依靠国外的状况仍未从根本上改变，部分行业劳动密集型为主，附加值不高。目前，尽管我国制造业的技术创新有所提高，但在自主开发能力仍较薄弱，研发投入总体不足，缺少自主知识产权的高新技术，缺乏世界一流的研发资源和技术知识，对国外先进技术的消化、吸收、创新不足，基本上没有掌握新产品开发的主动权。更为关键的是，大部分企业和政府部门基于中国市场的薪资水平，来为是否选用机器人做成本核算，却根本没有考虑到周边国家及地区“竞争对手”的人力成本。其实，大规模使用机器人升级制造业，更深层次的原因是减少流水线管理成本以及提高企业的管理和生产效率。因为除了精准、高效、可适应恶劣生产环境等优势，机器人可以给制造业带来“高水平制造工艺”和“制造高水平产品”。为了提高我国的制造业技术以及提升我们产品的附加价值，我们国家提出了在2025年实现工业4.0（工业化4.0）。工业化4.0最开始是德国政府提出的一个高科技战略计划，其技术基础是网络实力系统及物联网。德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，最后达到快速，有效，个人化的产品供应。工业4.0已经进入中德合作新时达了。全世界平均45%的钢用于焊接结构，而工业发达国家焊接结构用钢量已达到占钢产量的60%~70%。近些年，随着我国工业现代化的高速发展，许多重型结构如电站锅炉、压力容器、重型机械、船舶等结构大型化，使焊接结构用钢量大幅上升，但是我国焊接生产机械化、自动化水平低，为了提高生产效率，提高产品的精度，降低工人劳动强度，我们国家需要向焊接自动化，焊接智能化发展。