工业机器人使用与维护

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工业机器人使用与维护作业指导书

工业机器人使用与维护作业指导书

工业使用与维护作业指导书第1章工业概述 (3)1.1 工业发展历程 (3)1.2 工业分类与特点 (4)1.3 工业应用领域 (4)第2章工业基本结构 (4)2.1 本体结构 (4)2.1.1 骨架结构 (4)2.1.2 关节 (5)2.1.3 连杆 (5)2.1.4 末端执行器 (5)2.2 驱动系统 (5)2.2.1 电动驱动 (5)2.2.2 液压驱动 (5)2.2.3 气压驱动 (5)2.2.4 混合驱动 (5)2.3 控制系统 (5)2.3.1 控制器 (5)2.3.2 传感器 (6)2.3.3 驱动器 (6)2.3.4 人机交互界面 (6)2.3.5 通信接口 (6)第3章工业编程与操作 (6)3.1 编程语言与编程方法 (6)3.1.1 编程语言概述 (6)3.1.2 编程方法 (6)3.2 常用编程指令与技巧 (6)3.2.1 常用编程指令 (6)3.2.2 编程技巧 (7)3.3 示教与调试 (7)3.3.1 示教操作 (7)3.3.2 调试方法 (7)第4章工业安装与调试 (7)4.1 安装准备 (7)4.1.1 技术准备 (7)4.1.2 物资准备 (7)4.1.3 环境准备 (8)4.2 安装步骤与要求 (8)4.2.1 安装基础 (8)4.2.2 本体安装 (8)4.2.3 附属设备安装 (8)4.3 调试与验收 (8)4.3.2 调试步骤 (8)4.3.3 验收 (9)第5章工业维护与保养 (9)5.1 日常维护与保养 (9)5.1.1 概述 (9)5.1.2 日常检查 (9)5.1.3 保养内容 (9)5.2 常见故障排除方法 (9)5.2.1 故障诊断 (9)5.2.2 故障排除 (9)5.3 备品备件管理 (10)5.3.1 备品备件清单 (10)5.3.2 备品备件采购 (10)5.3.3 备品备件存储 (10)5.3.4 备品备件使用 (10)第6章工业安全操作 (10)6.1 安全操作规程 (10)6.1.1 操作前准备 (10)6.1.2 操作过程中注意事项 (10)6.1.3 操作后工作 (10)6.2 安全防护装置 (11)6.2.1 安全防护设备 (11)6.2.2 防护装置检查与维护 (11)6.3 应急处理与防范 (11)6.3.1 应急处理 (11)6.3.2 防范 (11)第7章工业功能检测与评价 (11)7.1 功能指标 (11)7.1.1 基本功能指标 (11)7.1.2 高级功能指标 (12)7.2 功能检测方法与工具 (12)7.2.1 位置精度检测 (12)7.2.2 重复定位精度检测 (12)7.2.3 载荷能力检测 (12)7.2.4 工作速度检测 (12)7.2.5 工作半径检测 (12)7.3 功能评价与优化 (12)7.3.1 功能评价 (12)7.3.2 功能优化 (12)第8章工业技术应用案例 (13)8.1 汽车制造领域应用案例 (13)8.1.1 发动机装配线 (13)8.1.2 车身焊接线 (13)8.2 电子制造领域应用案例 (13)8.2.1 SMT贴片生产线 (13)8.2.2 检测与测试 (13)8.2.3 散料包装与搬运 (13)8.3 食品饮料领域应用案例 (13)8.3.1 食品包装 (14)8.3.2 食品加工 (14)8.3.3 饮料生产线 (14)第9章工业发展趋势与展望 (14)9.1 智能化发展 (14)9.2 网络化与协同作业 (14)9.3 人机协作与个性化定制 (14)第10章工业相关法律法规与标准 (15)10.1 国内相关法律法规与标准 (15)10.1.1 法律法规 (15)10.1.2 国家标准 (15)10.2 国际相关法律法规与标准 (15)10.2.1 法律法规 (15)10.2.2 国际标准 (15)10.3 法律法规与标准的贯彻执行 (15)10.3.1 组织培训:加强企业员工对相关法律法规与标准的培训,提高员工的法律意识和安全意识。

工业机器人的使用注意事项总结

工业机器人的使用注意事项总结

工业机器人的使用注意事项总结工业机器人作为自动化生产线的重要组成部分,已经成为现代制造业中不可或缺的重要工具。

然而,就像任何其他机器一样,工业机器人的使用也需要一些特定的注意事项。

本文将总结一些关键的使用注意事项,以确保工业机器人的安全运行和提高生产效率。

一、安全操作1. 了解机器人能力:在使用工业机器人之前,运营人员必须对机器人的能力有全面的了解。

这包括熟悉其运动范围、速度、负荷能力等。

只有理解了机器人的能力,才能安全且有效地操作。

2. 实施安全措施:确保机器人周围的工作区域安全,避免任何可能导致工作场所事故的障碍物存在。

在机器人周围设置警戒线、防护设备,并培训运营人员正确的安全操作流程。

3. 维护机器人:定期检查和维护机器人的运行状况,包括紧固螺栓、刀具更换、清洁等。

及时发现和解决故障,可以有效减少事故发生的风险。

二、编程和故障排除1. 熟悉编程语言:了解并掌握机器人编程语言是使用工业机器人的关键,这可以帮助运营人员更好地控制和优化机器人的行为。

定期更新机器人软件,以确保其兼容性和最新的功能。

2. 建立应急方案:预先规划机器人的应急方案是非常重要的,这样可以在出现故障或其他问题时快速解决问题,减少生产线的停工时间。

3. 故障排除:运营人员需要具备故障排除的技能,能够快速找出机器人故障的原因并解决。

培训运营人员独立解决一些常见问题,以提高故障排除效率。

三、人机协作1. 培训操作人员:培训操作人员正确、安全地操作工业机器人是非常重要的。

持续培训可以帮助操作人员了解最新的安全标准和操作规程,并提供必要的技能和技术知识。

2. 安全防护设备:放置适当的安全防护设备是必不可少的。

这些设备包括安全栏杆、安全开关和安全触发器等,以确保操作人员在接触到机器人时的安全。

3. 人机安全合作:借助先进的传感器技术和机器人程序,可以实现人机安全合作。

例如,机器人可以自动检测到人体接近并减速或停止运动,以避免对操作人员的伤害。

工业机器人使用说明书

工业机器人使用说明书

工业机器人使用说明书工业机器人使用说明书一、前言工业机器人是现代工业生产中不可或缺的重要设备之一,它能够实现高效、精准、自动化的生产过程,提高生产效率和产品质量。

本使用说明书旨在帮助用户正确地操作和维护工业机器人,确保其正常运行和延长使用寿命。

二、安全注意事项1.在操作机器人前必须穿戴好个人防护装备,包括安全鞋、安全帽、手套等。

2.禁止将手或其他身体部位伸入到机器人的作业空间内。

3.禁止在机器人运行时进行维修或保养,必须先将其停止并断开电源。

4.不得随意更改或调整机器人的程序和参数设置,必须由专业技术人员进行操作。

5.当发现机器人出现异常情况时,应立即停止运行并联系售后服务中心。

三、机器人结构介绍1.基础部分:包括底座、支撑柱等组成,在安装时需要根据实际情况进行固定。

2.关节部分:包括多个关节连接而成,可以实现多种运动方式。

3.执行器部分:包括电机、减速器、传动装置等组成,可以实现机器人的精准运动。

4.控制系统:包括工控机、控制卡、编程软件等组成,可以实现对机器人的精确控制。

四、机器人操作流程1.开启电源:将电源开关打开,等待机器人进入待机状态。

2.设置程序和参数:使用编程软件设置机器人的运动轨迹、速度、力度等参数。

3.启动运行:按下启动按钮,机器人开始按照预设程序进行工作。

4.监控运行状态:通过监视器或其他设备观察机器人的运行状态,如发现异常情况应及时处理。

五、常见故障排除方法1.机械故障:如关节松动或损坏等,需要进行维修或更换零部件。

2.电气故障:如电源线松动或断路等,需要检查电路并重新连接。

3.程序错误:如程序出错导致机器人无法正常工作,需要重新编写程序并上传到控制系统中。

六、维护保养方法1.定期清洁:对于易受灰尘和污垢影响的部位应定期进行清洁和保养。

2.润滑维护:对于机器人的关节和传动装置应定期进行润滑维护,以保证其正常运行。

3.零部件更换:对于老化或损坏的零部件应及时更换,以防止故障的发生。

工业机器人的维护与保养

工业机器人的维护与保养

工业机器人的维护与保养工业机器人在现代制造业中起着重要的作用,它们能够完成高精度、高效率的生产工作。

然而,长时间使用后,机器人也会出现故障或损坏的情况,因此,维护与保养工作是必不可少的。

本文将从几个方面介绍工业机器人的维护与保养要点。

一、机器人周边环境维护1. 清洁:定期对机器人的表面进行清洁,去除尘土和油污,防止进入机器内部。

可以使用干净的布进行擦拭,避免使用酸、碱等腐蚀性溶液清洗。

2. 保持通风良好:确保机器人的周边环境通风良好,避免灰尘、湿气、高温等影响机器人正常运行。

二、液压系统维护1. 液压油检查:定期检查液压油的油位和油质,确保油的清洁度和正常流动。

如有需要,及时更换液压油。

2. 液压系统密封件检查:检查液压系统的密封件是否破损或老化,及时更换以防泄漏或故障。

三、电气系统维护1. 电缆连接检查:定期检查机器人电缆的连接情况,确保连接头无松动、断裂或生锈。

如有异常,及时修复或更换。

2. 电机温度监测:定期监测电机的温度,确保不超过规定范围。

过高的温度会降低电机寿命,甚至引发故障。

3. 控制系统软件更新:根据供应商提供的软件更新信息,定期更新机器人的控制系统软件,以保证系统运行的稳定性和安全性。

四、机械系统维护1. 导轨与滑轨保养:定期清理导轨和滑轨上的杂质,并涂抹润滑剂,确保机器人运动的平稳性和精度。

2. 减速器维护:定期检查减速器的润滑油位和油质,如有需要,及时更换润滑油。

五、安全系统维护1. 保护装置检查:定期检查机器人的安全装置,如安全光幕、安全传感器等,确保其正常工作。

2. 紧急停止系统测试:定期测试机器人的紧急停止系统,确保在发生紧急情况时能够及时停止机器人运动。

综上所述,对工业机器人进行定期的维护与保养工作是确保其正常运行和延长使用寿命的关键。

同时,维护与保养工作也是保障工作场所安全的重要环节。

在进行维护与保养时,应严格按照供应商和机器人使用手册的要求来进行操作,并定期进行检测和测试。

工业机器人操作指南

工业机器人操作指南

工业机器人操作指南一、机器人操作前准备1.工作环境确认:确保工作环境干燥、通风良好,没有明显的震动和噪音干扰,并保持清洁,以防止机器人受到尘埃和杂物的干扰。

2.系统电源准备:检查机器人的电源是否正常接入,并确保电源电压符合要求。

3.资源准备:检查所需的工具、备用零件和其他必要的资源是否在就位,以便在需要时能够迅速进行维护和更换。

4.安全措施:确保机器人周围的安全装置和防护设施完好无损,并提醒操作人员遵守相关的安全操作规程。

二、机器人的基本操作1.开机与关机:按照操作手册的指示,正确地开启和关闭机器人,以确保其正常运行和安全停机。

2.控制模式切换:根据需要,切换机器人的自动模式、手动模式或示教模式,以满足不同的工作要求。

3.应急停止:掌握机器人的应急停止按钮的位置和使用方法,以应对突发情况。

4.示教操作:使用机器人的示教装置,根据工艺要求输入或记录轨迹和操作动作,以便机器人能够按照预定的路径和动作进行工作。

5.程序运行:按照设定好的程序,启动机器人的自动运行,确保执行过程中没有异常情况发生。

6.运动控制:掌握机器人运动控制的方法,包括轴控制和坐标系控制,以便对机器人的运动进行精确控制。

7.状态监控:时刻关注机器人的状态显示,包括工作状态、报警信息和运行参数,以便及时发现并解决问题。

三、机器人的安全操作1.安全区域设置:确定机器人的安全区域,并采取相应的措施,包括设立栅栏、安装光幕或设置软件限制区域,以保护周围的人员和设备免受机器人的伤害。

2.急停按钮:了解机器人的急停按钮的位置和使用方法,并随时准备按下急停按钮,以应对紧急情况。

3.人机合作:在进行人机合作操作时,确保与机器人的接触安全和可靠,避免受伤。

4.操作规范:操作人员应严格遵守机器人的操作规程和安全操作指南,避免任何不正确的操作和违反规定的行为。

四、机器人的日常维护1.清洁保养:定期清洁机器人的表面和关键部件,移除尘埃和杂物,保持机器人的良好工作状态。

工业机器人的使用注意事项及维护方法

工业机器人的使用注意事项及维护方法

工业机器人的使用注意事项及维护方法工业机器人是现代工业生产中不可或缺的一种设备,具有高效、精确和自动化的特点,广泛应用于各个行业中。

然而,由于其高度复杂的工作原理和敏感性,工业机器人的使用和维护需要特别注意。

本文将介绍工业机器人的使用注意事项,并提供维护方法,以确保工业机器人的安全和长期稳定运行。

首先,使用工业机器人时需要注意以下几点:1. 遵循操作规程:在使用任何一台工业机器人之前,操作人员应该熟悉并严格遵循操作规程。

操作规程通常包括安全操作流程、紧急情况处理指南和风险评估等内容。

遵循操作规程可以最大程度地减少事故发生的可能性。

2. 安全防护措施:在操作工业机器人时,操作人员必须穿戴适当的个人防护装备,如安全帽、护目镜、防护手套等。

此外,工作区域必须设置合适的安全防护设施,如栏杆、警示标识和安全光幕等,以确保操作人员的安全。

3. 正确操作控制面板:控制面板是操作工业机器人的核心,操作人员必须了解控制面板的功能和操作方法,并严格按照操作规程进行操作。

错误的操作可能导致机器人运行失控,给工作人员带来危险。

4. 避免超负荷运行:工业机器人的工作负荷是有限的,超负荷运行会导致机器人过热、电源过载和部件损坏等问题。

在使用工业机器人时,需要根据其规格和使用说明书规定的工作负荷范围操作,并合理安排工作任务。

然后,为保持工业机器人的正常运行和延长使用寿命,以下是一些维护方法:1. 定期检查和保养:定期检查和保养是确保工业机器人正常运行的重要环节。

运行一段时间后,工业机器人的零部件会磨损,需要进行更换或维修。

定期检查和保养可以提早发现潜在问题,并及时采取措施解决。

2. 清洁和润滑:工业机器人的零部件和机械系统需要保持清洁和润滑。

积尘和污垢可能影响机械系统的运行,并导致故障。

定期清洁机器人的外表面和内部零部件,并根据使用说明书指导进行适当的润滑。

3. 线缆管理:工业机器人的运动需要通过线缆传递信号和动力。

线缆的损坏或错误安装可能导致机器人运行不稳定或停机。

工业机器人的运维与维修

工业机器人的运维与维修

工业机器人的运维与维修工业机器人是现代工业生产中不可或缺的重要设备之一,它的运维与维修对于保持生产线的稳定运行和提高生产效率至关重要。

本文将介绍工业机器人的运维与维修的基本知识和重要步骤,以帮助阅读者掌握正确的操作技巧,了解故障排查与维修流程,在需要时能够快速处理机器人故障,提高生产效益。

一、正确的操作与维护在运维工业机器人时,正确的操作与日常维护是关键。

首先,操作人员应熟悉机器人的操作手册和相关安全规程,确保按照正确的步骤进行操作,避免操作错误引发故障。

其次,定期进行机器人的日常维护工作,如清洁机器人表面、更换磨损的零部件等,以确保机器人的正常运行。

二、故障排查与维修流程1. 故障分类与诊断当机器人出现故障时,操作人员需要准确识别故障的类型。

常见的故障可以分为机械故障、电气故障和程序故障。

机械故障主要包括轴承损坏、传动链松动等;电气故障可能是电源问题、电路短路等;程序故障则是与机器人的控制系统相关的问题。

通过准确诊断故障的类型,可以有针对性地进行维修。

2. 故障排查与处理排查故障时,可以采取从简单到复杂的方法逐步排查。

首先检查机器人的电源、电缆连接是否正常,是否有明显的损坏;其次,检查机器人的机械部件是否松动、磨损,是否需要进行维护和更换;最后,检查机器人的程序代码是否有错误,需要进行调试和修复。

根据故障的具体情况,选择正确的处理方法,及时修复机器人故障。

3. 维修记录与总结在维修过程中,及时记录相关操作和维修内容,以方便后续的维修和故障分析。

同时,对于多次出现的故障,要进行总结与分析,找出故障的根源,采取相应的措施进行预防。

三、预防与优化除了故障维修外,预防与优化也是工业机器人运维的重要方面。

首先,定期进行机器人性能的评估与优化,找出存在的问题并进行改进。

其次,建立完善的维护记录和维护计划,按照计划进行定期的维护工作,预防机器人故障的发生。

此外,培训操作人员,提高其对机器人运维与维修的专业知识与技能,以提高机器人的使用效率和延长其使用寿命。

工业机器人使用手册

工业机器人使用手册

工业机器人使用手册一、概述本手册旨在为工业机器人的用户提供操作指南和维护指导。

本手册包括以下内容:机器人概述、安全操作规程、机器人操作、编程与调试、维护与保养以及常见问题解决方案。

二、机器人概述本手册以XYZ型工业机器人为例进行介绍。

XYZ型工业机器人是一种常见的六轴机器人,具有高精度、高速度和高可靠性等特点。

机器人长度范围为1.2至1.8米,负载能力为25至30公斤。

该型号机器人由控制器、伺服驱动器、伺服电机、编码器、传感器等组成。

三、安全操作规程1. 操作人员必须接受相关培训,熟悉机器人的基本操作和安全规范。

2. 操作人员应佩戴安全帽、防护眼镜和手套等个人防护用品。

3. 操作区域必须设置安全围栏,并张贴警示标识。

4. 机器人运行前,必须检查各部件是否紧固,确保连接正常。

5. 机器人运行时,禁止靠近危险区域,禁止触碰运动部件。

6. 机器人出现故障或异常情况时,必须立即停机,并及时通知维修人员。

四、机器人操作1. 开机:将机器人控制器打开,按照提示进行初始化操作。

2. 手动操作:在手动模式下,可以通过控制面板或示教器对机器人进行手动移动。

操作人员需谨慎操作,避免机器人碰撞周围的物体。

3. 自动操作:在自动模式下,通过编程实现机器人的自动化操作。

操作人员需根据生产需求编写程序,并进行调试和运行。

4. 停止:当需要停止机器人时,可以通过控制面板或紧急停机按钮实现。

5. 关机:在完成操作后,务必关闭机器人控制器,并切断电源。

五、编程与调试1. 编程语言:XYZ型工业机器人支持多种编程语言,如C++、Python等。

操作人员需根据实际需求选择合适的语言进行编程。

2. 调试:在程序编写完成后,需进行调试以确保机器人能够准确执行各项操作。

调试过程中,操作人员需密切关注机器人的运动轨迹和速度等参数,及时进行调整。

3. 备份与恢复:为防止意外情况导致的数据丢失,建议定期备份机器人程序和参数。

如需恢复数据,可从备份中恢复。

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机电工程学院课程报告课程名称:工业机器人使用与维护专业:机械工程及自动化年级: 2012级班级:机械一班姓名:学号:任课老师:一、前言机器人技术是融合了电子技术、机械技术等多种新兴技术的一种高新技术。

工业机器人先后经历了从第一代示教再现机器人、第二代离线编程机器人,到现在的第三代智能机器人三个过程。

焊接作为工业“裁缝”,是工业生产中非常重要的加工手段,焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响,同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在,焊接的工作环境又非常恶劣。

随着先进制造技术的发展,实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已经成为必然趋势,采用机器人焊接已经成为焊接技术自动化的主要标志。

二、焊接机器人目前的使用情况我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等主要行业。

汽车是焊接机器人的最大用户,也是最早的用户。

早在 20 世纪 70年代末,上海电焊机厂与上海电动工具研究所合作研制了直角坐标机械手,成功应用于上海牌轿车底盘的焊接。

一汽公司是我国最早引进焊接机器人的企业, 1984 年起先后从 KUKA 公司引进了 3 台点焊机器人,用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。

1986 年成功地将焊接机器人应用于前围总成的焊接,并于 1988 年开发了机器人车身总焊线。

20 世纪 80 年代末和 20 世纪 90 年代初,德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车,虽然是国外的二手设备,但其焊接自动化程度和装备水平让我们认识到了与国外的巨大差距。

随后二汽在货车及轻型车项目中都引进了焊接机器人。

可以说 20 世纪 90 年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽车制造水平由原来的作坊式生产提高到规模化生产,同时使国外焊接机器人大量进入中国。

由于我国基础设施建设的高速发展带动了工程机械行业的繁荣,工程机械行业也成为较早引入焊接机器人的行业之一。

近年来随着我国经济的高速发展,能源的大量需求,与能源相关的制造行业也都开始寻求自动化焊接技术,焊接机器人逐渐崭露头角。

铁路机车行业由于我国货运、客运、城市地铁等需求量的不断增加以及列车提速的需求,机器人的需求一直处于稳步增长态势。

据 2001 年统计,全国共有各类焊接机器人 1 040 台,汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的 76%。

在汽车行业中点焊机器人与弧焊机器人的比例为 3∶2,其他行业大都是以弧焊机器人为主,主要分布在工程机械(10%)、摩托车(6%)、铁路车辆(4%)、锅炉(1%)等行业。

焊接机器人也主要分布在全国几大汽车制造厂。

目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三类。

日系中主要有安川、 OTC、松下、 FANUC、不二越、川崎等公司的产品。

欧系中主要有德国 KUKA、CLOOS,瑞典 ABB,意大利 COMAU 和奥地利 IGM 公司。

国产机器人主要是沈阳新松机器人公司产品。

目前在我国虽然已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品,但却不能批量生产,形成规模,究其原因有以下几点:(1)国内机器人价格没有优势。

近十年来,进口机器人的价格大幅度降低,从 7~8 万美元/台降低到 2~3 万美元/台,使我国自行制造的普通工业机器人在价格上很难与之竞争。

特别是我国在研制机器人的初期,没有同步发展相应的零部件产业,如伺服电机、减速机等需要进口,使价格难以降低,所以机器人生产成本高;加之我国焊接装备水平与国外还存在很大差距,也间接影响了国内机器人的发展。

对于机器人的最大用户———一汽白车身生产厂来说,几乎所有的装备都是从国外引进,国产机器人找不到表演的舞台。

(2)国产机器人无论从控制水平还是可靠性等方面与国外公司还存在一定的差距。

国外工业机器人是个非常成熟的工业产品,经历了 30 多年的发展历程,而且在实际生产中不断地完善和提高;而我国尚处于单件小批量的生产状态。

(3)国内机器人生产厂家处于幼儿期还需要政府政策和资金的支持。

焊接机器人是个机电一体化的高技术产品,单靠企业的自身能力是不够的,需要政府对机器人生产企业和使用国产机器人系统的企业给予一定的政策和资金支持,加速我国国产机器人的发展。

3 、焊接机器人技术的研究现状机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。

从国内外研究现状来看,焊接机器人技术研究主要集中在焊缝跟踪技术、离线编程与路径规划技术、多机器人协调控制技术、专用弧焊电源技术、焊接机器人系统仿真技术、机器人用焊接工艺方法、遥控焊接技术七个方面。

四、组成结构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。

世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人,绝大部分有6个轴。

其中,1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置,而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。

焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式:一种为平行四边形结构,一种为侧置式(摆式)结构,如图2a、b所示。

侧置式(摆式)结构的主要优点是上、下臂的活动范围大,使焊接机器人示意图机器人的工作作空间几乎能达一个球体。

因此,这种机器人可倒挂在机架上工作,以节省占地面积,方便地面物件的流动。

但是这种侧置式机器人,2、3轴为悬臂结构,降低机器人的刚度,一般适用于载较小的机器人,用于电弧焊、切割或喷涂。

平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。

拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。

故而得名。

早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小(局限于机器人的前部),难以倒挂工作。

但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人(平行机器人),已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部,又没有测置式机器人的刚度问题,从而得到普遍的重视。

这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。

近年来点焊用机器人(负载100~150kg)大多选用平行四边形结构形式的机器人。

上述两种机器人各个轴都是作回转运动,故采用伺服电机通过摆线针轮(RV)减速器(1~3轴)及谐波减速器(1~6轴)驱动。

在80年代中期以前,对于电驱动的机器人都是用直流伺服电机,而80年代后期以来,各国先后改用交流伺服电机。

由于交流电机没有碳刷,动特性好,使新型机器人不仅事故率低,而且免维修时间大为增长,加(减)速度也快。

一些负载16kg以下的新的轻型机器人其工具中心点(TCP)的最高速度可达3m/s以上,定位准确,振动小。

同时,机器人的控制柜也改用32位的微机和新的算法,使之具有自行优化路径的功能,运行轨迹更加贴近示教的轨迹。

五、焊接机器人的特点点焊对焊接机器人的要求不是很高。

因为点焊只需点位控制,至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求,这也是机器人最早只能用于点焊的原因。

点焊用机器人不仅要有足够的负载能力,而且在点与点之间移位时速度要快捷,动作要平稳,定位要准确,以减少移位的时间,提机械手臂高工作效率。

点焊机器人需要有多大的负载能力,取决于所用的焊钳形式。

对于用与变压器分离的焊钳,30~45kg负载的机器人就足够了。

但是,这种焊钳一方面由于二次电缆线长,电能损耗大,也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接;另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动,电缆的损坏较快。

因此,目前逐渐增多采用一体式焊钳。

这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。

考虑到机器人要有足够的负载能力,能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接,一般都选用100~150kg负载的重型机器人。

为了适应连续点焊时焊钳短距离快速移位的要求。

新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。

这对电机的性能,微机的运算速度和算法都提出更高的要求。

六、焊接机器人系统主要由以下几个部分组成:机械本体系统、传感系统、控制系统。

机器人系统原理图如图 1 所示。

机械本体系统是轮式移动机器人及其附属部件,该机器人采用两轮差速驱动,在前面增加一万向轮实现机器人本体的移动。

焊炬固定在十字滑块上,通过控制十字滑块的上下和左右运动,控制焊炬的升降和伸缩。

焊接系统包含焊接电源、送丝机、保护气,用于实现机器人的焊接作业。

传感系统是采用旋转电弧传感器作为焊枪,结构紧凑,实时性、可达性都很好;霍尔传感器采集焊接电流信号;超声波传感器置于机体前端,采集障碍物的信号;在机体底盘四角有 4 个光电传感器,用于检测机器人是否移动到边角,防止跌落。

控制系统用于机器人的控制,主要是实现机器人的移动跟踪、焊接的起弧与停弧等控制。

本次控制系统的设计目标是设计一个控制箱,能够达到机器人的控制要求,并且小型化,以简化机器人的尺寸和重量。

6.1机器人控制系统总体设计控制系统实行模块化设计,分为:电源模块、中央控制模块、驱动模块、信号采集与处理模块、旋转电弧电机调速模块、防跌落模块。

控制系统原理图如图 2 所示。

电源模块用于对输入电压进行转换,以提供各个模块的供电。

中央控制模块实现对系统的控制功能。

信号采集与处理模块是采集机器人的位置及焊接电流等信号,作为控制模块的输入信号。

驱动模块根据控制信号做出相应动作,完成机器人的焊缝跟踪。

旋转电弧调速模块用于稳定旋转电弧电机的转速,减小转速偏差造成的干扰。

防跌落模块是防止机器人到达边角落时跌落而造成损失。

6.2 控制系统硬件设计与选型6.2.1 电源模块机器人输入为 +24V 直流稳压电源,需要设计一块电源转换板,将 +24V 电压转换为 +5V 、 +12V 、-12V ,满足各个模块不同电压的要求。

PCM-3343 采用 +5V 供电,步进电机是 +12V 供电,霍尔传感器需要 +12V 、 -12V 电压。

3.2 中央控制模块采用研华PCM-3343 ,这是一款嵌入式工控主机,单 +5V 供电,功耗较低。

PCM-3343 基于 PC104总线,兼容能力强,尺寸小,可以显著减小设计尺寸。

PC104 总线模块之间是堆栈式连接,即上下层是通过针和孔相互咬合相连,这种层叠封装有极好的抗震性、抗冲击性能好、可靠性高,这对于采用旋转电弧的本型机器人(电机偏置旋转有一定的振动),无疑也是很重要的性能。

拥有基本工控机的资源,能够满足焊接机器人的控制要求。

6.2.2信号采集与处理模块采用 ART2932 数据采集卡。

电弧旋转时,光耦得到信号,经过LM353 进行电压比较,将采集的信号输入 ART2932 ,信号处理后即可得出焊炬的位置。

水平和垂直滑块上各安装有左、中、右三个限位光耦。

这三个光耦用来限制电机防止堵转,并且测得滑块的大概位置。

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