焊接机器人系统专题培训课件
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18工业机器人培训课件焊接机器人基本操作及应用
高频点火器
割炬
教材（图18-3）机器人切割系统
第18章 焊ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机器人应用（5）
教材（图18-5）装载机驱动桥体的机器人焊接系统
第18章 焊接机器人应用（6）
（后桥总成图片）
教材（图18-7）帕萨特后桥总成双机器人焊接工作站
第18章 焊接机器人应用（7）
控制柜 机器人1
外部轴1
工位1
机器人2
外部轴 变位器
第18章 焊接机器人应用（3）
机器人 控制柜
安全围栏
第一工位
外部轴变 位装置
第二工位 （装卸工位）
教材（图18-2）三轴垂直翻转双工位机器人工作站
第18章 焊接机器人应用（4）
配气装置 控制装置
切割机器人系 统主要由由以下
四部分组成： 1.机器人部分
2.控制部分 3.配气部分 4.割炬部分
机器人本体
遮光栅
观察窗
触摸屏
数量 1 1 1 1 1 1 2 2 1
1
1
1
型号
350GR3
BRS-CC TA1400 500KG 高2100mm
焊接机器人基本操作及应用
2019年7月
焊接机器人基本操作及应用
2019年7月
第18章 焊接机器人应用（1）
教材（图18-9）自行车 三角架工装（焊前示教）
教材（图18-10）自行车 三角架鱼鳞纹焊接效果
第18章 焊接机器人应用（2）
维修入口门 第二工位
第一工位 回转台
教材（图18-1）水平回转台式双工位机器人系统图
外部轴2 工位2
工件装 卸位置
操作盒
教材（图18-8）三轴垂直翻转双机器人平面布置图
焊接机器人操作培训教材
松下工业机器人机器人教学GII 系列操作虎之卷WG ･G2/GXP/控制器 VR2/TA 机器人本体YA-1NC／YA-1PC／YA-1QC 系列松下焊接系统（株）机器人教学200603（K）－ 目 录－①示教器说明1・各种功能键的说明2・正确手持示教器图解３・ID输入４② 手动操作・操作方法５・连续移动和微动６－７・微动量的设定７・暂停・紧急停止７③ 示教（如何新建程序）・示教和移动速度８・如何进入示教模式・如何登录示教点９・登录示教点及窗口界面１０・退出示教１１・示教时的用户功能键・ 『手腕插补CL』 １１・示教的详细设定１２・示教时的扩展设定内容１２④ 文件(程序)的确认・修改(跟踪 )・继续示教时１３・从文件中选择时１４・退出文件确认・修改・ 『文件的排序』 １５・跟踪时的作业内容(添加・修改・删除) １６－１７ ・退出跟踪・返回窗口界面１８・跟踪的速度１８⑤ 圆弧的示教・圆弧插补(正确的示教方法・错误的示教方法・删除) １９⑥ 摆动的示教・示教方法２０－２１ ・摆动类型・跟踪前进后退动作２２・摆动的删除・没有完全删除时的动作・计时器２３・摆动的限制２３⑦ 焊接区间的定义・焊接开始点・中间点・结束点的命令（焊接区间内改焊接规范） ２４⑧ 编辑・文件(程序)的读出和结束２５・光标移动的注意点２６・命令的修改（ＡＲＣ－ＳＥＴ，ＡＲＣ－ＯＮ）・命令的删除２７・命令的追加（输出ＯＮ，ＯＦＦ，输入等待） ２８・命令的追加（等待时间），修改（等待时间） ２９・窗口内数值的修改３０・用ＭＤＩ操作修正位置３０・示教点的排列・替换（包括焊接规范/速度等全部替换） ３１⑨ 运行・启动方式・焊丝点动／检气・运行的限制３２运行及运行中的修改３３⑩ 追加+α的说明目录３４.α1-1启动方式（设定） ３５ α1-2启动方式（输入分配） ３６ α1-3启动信号时机和连接端子３７ α1-4主程序启动方式３８ α2 登录待机位置和读出文件３９ α3 标签（注释）的粘贴４０ α4 文件编辑功能（剪切/复制／粘贴） ４１ α5 以前机器job启动方式的继承 4 2①示教器的说明１．各种功能键的说明（－）上（＋）右转换键 左转换键 安全开关ＴＰ正面ＴＰ背面２．正确手持示教器图解（将示教电缆缠在手臂上可以拿得更稳、更安全）３．ＩＤ输入●ＩＤ输入（发货时已设定为自动登录）・＜ＩＤ输入界面＞※没有出现ＩＤ输入界面时・在设定窗口 | 输入用户ID 「ｒｏｂｏｔ」（半角英文小写字母 （可以从参考中选择）・在设定窗口 | 输入登录密码 「００００」（半角数字）◎标准设定 （系统管理员级别）用户ＩＤ ｒｏｂｏｔ 密码 ００００输入错误时可使用 ＢＳ(退格键)【自动登录的设定】设定 → 管理工具 → 用户管理→ 自动登录 界面内设定自动登录 （选择自动登录有效）设定ＩＤ设定管理工具用户管理自动登录【界面内设定】自动登录 有效 无效直角方向移动焊枪端部固定机器人运行工具标准运动工具中心（任选）移动时推荐变化角度时推荐切换坐标2)机器人移动①一边按着坐标系图标一边转动拨动按钮低速移动时 中速移动时 高速移动时＊ 根据拨动按钮的转动量使运行速度改变 （ＭＡＸ15ｍ）②or or＊ ［+／-］键与界面右上方的“高”、“中”、“低” 的速度相对应（限制速度以下）速度的值在More 菜单的示教设定界面上进行设定3)个微动量个微动量＋直角 Ｔ・Ｐ显示直角 ＋＋・－键 运行标准速度 高 30ｍ（限制15ｍ） 中 10ｍ（10ｍ速度） 低 3ｍ（3ｍ速度）※３ ※３※１※２※１※２【示教详细设定】 与Ｐ12相同微动移动量 ０．０１mm ～９．９９mm５．微动量设定 1)2) 3)4)※４5)６．暂停 动作暂停后 ※７可以重启７．紧急停止 ※８将伺服电源关闭，动作安全停止 伺服打开后，可以重启、运行＊在操作中 ＯＫ + 和是相同的操作。
焊接机器人系统教材PPT课件
焊接机器人系统教材PPT课件 焊接机器人系统教材PPT课件
第一节 焊接机器人概论
一、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
动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于 工业自动化领域。
焊接机器人是从事焊接作业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
二、焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
内容
焊接机器人操作机 机器人焊接系统 外围设备
焊接机器人系统பைடு நூலகம்材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
一、焊接机器人操作机的选择
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
影响送丝稳定性的因素
➢ 送丝机的送丝速度控制精度不高； ➢ 送丝轮的压紧力不适合； ➢ 送丝导管和焊丝的直径不匹配； ➢ 焊丝表面铜镀层脱落； ➢ 导丝管过长或者弯曲角度过大； ➢ 焊枪鹅颈角度不合适；
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
2、点焊装置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
装备组成
➢ 焊钳； ➢ 变压器； ➢ 定时器。
第一节 焊接机器人概论
一、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
动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于 工业自动化领域。
焊接机器人是从事焊接作业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
二、焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
内容
焊接机器人操作机 机器人焊接系统 外围设备
焊接机器人系统பைடு நூலகம்材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
一、焊接机器人操作机的选择
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
影响送丝稳定性的因素
➢ 送丝机的送丝速度控制精度不高； ➢ 送丝轮的压紧力不适合； ➢ 送丝导管和焊丝的直径不匹配； ➢ 焊丝表面铜镀层脱落； ➢ 导丝管过长或者弯曲角度过大； ➢ 焊枪鹅颈角度不合适；
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
2、点焊装置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
装备组成
➢ 焊钳； ➢ 变压器； ➢ 定时器。
FANUC焊接机器人培训PPT课件
焊接机器人应用领域
汽车制造
焊接机器人在汽车制造领域应 用广泛，包括车身焊接、零部
件焊接等。
航空航天
航空航天领域对焊接质量和精 度要求极高，焊接机器人能够 满足高精度、高质量的焊接需 求。
轨道交通
轨道交通车辆的制造过程中， 焊接机器人可实现高效、稳定 的焊接作业。
其他领域
如船舶制造、建筑钢结构、电 力设备等领域的焊接作业也可
未来，焊接机器人将与人工智能、大数据等先进技术 相结合，实现更精准的数据分析和优化，提高生产效 率和产品质量。同时，焊接机器人还将注重环保、节 能等方面的技术创新，推动绿色制造的发展。
THANKS 感谢观他自动化 设备无缝集成，方便扩展和升级。
02 焊接机器人系统组成
机器人本体结构
关节型机器人
由基座、腰部、大臂、小臂、腕 部等关节构成，具有高灵活性和
工作空间。
直角坐标机器人
由三个互相垂直的直线运动轴组成 ，适用于简单、重复的焊接任务。
并联机器人
由动平台、静平台和连接两者的至 少两条独立运动支链组成，具有高 刚度、高精度和高速运动的特点。
控制系统组成及功能
控制器
接收并处理传感器信号 ，根据预设程序控制机
器人的运动。
示教器
用于编写和修改机器人 程序，实现人机交互。
I/O接口
连接外部设备，实现信 号传输和数据处理。
电源系统
为机器人提供稳定可靠 的电源供应。
传感器与检测技术
01
02
03
04
位置传感器
检测机器人的关节角度和末端 执行器的位置，实现精确定位
。
速度传感器
检测机器人的关节速度和末端 执行器的线速度，实现精确控
机器人焊接基础培训PPT课件
用该键可停止机器 人的运动
2/12/2020
42
TEACH
2/12/2020
FCTN 键:
用该键显. ABORT (ALL)
2. Disable
FWD/BWD
3. CHANGE GROUP
4. QUICK/FULL
MENUS
5. SAVE
6. PRINT SCREEN
制机会。 3）在按下示教盘上的点动键之前要考虑到机器人的运动趋势。 4）要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该线路不受干涉。 2.生产运行时： 1）在开机运行前，须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务
。 2）须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号的位置
和状态。 3）必须知道机器人控制器和外围控制设备上的紧急停止按钮的位置
The welding experts
上海林肯电气自动化部 机器人焊接基础培训
上海林肯电气自动化
Trainer：Maggie Mi
2/12/2020
1
The welding experts
上海林肯电气自动化
机器人及系统的 基本介绍
2/12/2020
2
The welding experts
发那科弧焊机器人简介
2/12/2020
13
The welding experts
PW 455M/R的接线板布局
上海林肯电气自动化
2/12/2020
14
The welding experts
PW F355i的接线板布局
上海林肯电气自动化
2/12/2020
15
The welding experts
机器人示教器（TP） 作用：
焊接机器人PPT课件
FANUC
11
三、机器人的分类
机器人分类方法很多 ➢按照技术水平划分：
• 第一代：示教再现型，具有记忆能力。目前，绝大部分应用中的工业 机器人均属于这一类。缺点是操作人员的水平影响工作质量。
• 第二代：初步智能机器人，对外界有反馈能力。部分已经应用到生产 中。
• 第三代：智能机器人，具有高度的适应性，有自行学习、推理、决策 等功能，处在研究阶段。
8
二、工业机器人的发展及现状
➢1954年，美国人G.Devol 和J.Engleberger 设计了一台可编程的机器人
➢1961年，他们生产了世界上第一台工业机器 人“Unimates”，并获得了专利
➢1962年，Engleberger 成立了Unimation公 司，他被称为“机器人之父”
➢日本从上世纪70年代中后期开始开发工业机器 人，15年后就成为产量最多、应用最广的世界 工业机器人“王国”。
随着市场经济的快速发展，企业的产品从单一品种大批量生产变为多品种小 批量，要求生产线具有更大的柔性。所以焊接机器人在生产中的应用越来越 广泛，机器人焊接已成为焊接自动化的发展趋势。
4
机器人焊接的特点
采用机器人焊接，具有如下优点： ➢ 易于实现焊接产品质量的稳定和提高，保证其均一性； ➢ 提高生产率，一天可24小时连续生产，机器人不会疲倦； ➢ 改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作； ➢ 降低对工人操作技术难度的要求； ➢ 缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资； ➢ 可实现小批量产品焊接自动化； ➢ 可作为数字化制造的一个环节。
英语：Robot 德语：Robot 日语：ロボツト 俄语：робот 汉字：机器人
Karel Capek （1890－1938）
实训1 机器人焊接工作站系统认知教学课件
清理送丝机构，包括送丝轮，压丝轮，导丝 管。 检查软管束及导丝软管有无破损及断裂
检查焊枪安全保护系统是否正常，以及外部 急停按钮是否正常。 润滑机器人各轴。 变位机或轨道上添加黄油。 变位机上的蓝色加油嘴加灰色的导电脂。 送丝轮滚针轴承加润滑油。（少量黄油即可）
清理清枪装置，加注气动马达润滑油（普通 机油即可）
8
焊枪
焊枪将焊接电源的大电流产生的热量聚集在焊枪的终端来熔化焊丝，熔 化的焊丝渗透到需焊接的部位，冷却后被焊接的物体牢固地连接成一体。
9
送丝 机构
本焊接工作站的送丝机安装在小臂上，送丝机是为焊接自动输送焊丝的装置，主要由送丝电动机、 压紧机构、送丝滚轮（主动轮、从动轮）等组成。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。盘状焊丝一般安装在机器人基座上，也可安装在地面上 焊丝盘架上，焊丝盘架用于焊丝盘固定，焊丝从送丝套管中穿入，通过送丝机构送入焊枪。
7
焊接 系统
焊接 系统
焊接电源 焊枪 送丝机构
焊接电源是为电弧焊提供电源的设备,要具有好的引弧性能和消熔球技术， 通过起弧时的能量增强技术，大幅度提高引弧成功率，减少引弧段的焊 缝缺陷。通过实时检测送丝速度，自动调整输出能量，得到理想熔球状 态，提高后续引弧的成功率。带有模拟和数字接口，可作为专机电源和 机器人电源。
12
分类
弧焊机器人工作站
点焊机器人工作站
焊接机器人应用中最普遍的主要两种方式，即点焊和弧焊，大多数焊接机器人是 在通用工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人甚 至可完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务。
检查焊枪安全保护系统是否正常，以及外部 急停按钮是否正常。 润滑机器人各轴。 变位机或轨道上添加黄油。 变位机上的蓝色加油嘴加灰色的导电脂。 送丝轮滚针轴承加润滑油。（少量黄油即可）
清理清枪装置，加注气动马达润滑油（普通 机油即可）
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焊枪
焊枪将焊接电源的大电流产生的热量聚集在焊枪的终端来熔化焊丝，熔 化的焊丝渗透到需焊接的部位，冷却后被焊接的物体牢固地连接成一体。
9
送丝 机构
本焊接工作站的送丝机安装在小臂上，送丝机是为焊接自动输送焊丝的装置，主要由送丝电动机、 压紧机构、送丝滚轮（主动轮、从动轮）等组成。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。盘状焊丝一般安装在机器人基座上，也可安装在地面上 焊丝盘架上，焊丝盘架用于焊丝盘固定，焊丝从送丝套管中穿入，通过送丝机构送入焊枪。
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焊接 系统
焊接 系统
焊接电源 焊枪 送丝机构
焊接电源是为电弧焊提供电源的设备,要具有好的引弧性能和消熔球技术， 通过起弧时的能量增强技术，大幅度提高引弧成功率，减少引弧段的焊 缝缺陷。通过实时检测送丝速度，自动调整输出能量，得到理想熔球状 态，提高后续引弧的成功率。带有模拟和数字接口，可作为专机电源和 机器人电源。
12
分类
弧焊机器人工作站
点焊机器人工作站
焊接机器人应用中最普遍的主要两种方式，即点焊和弧焊，大多数焊接机器人是 在通用工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人甚 至可完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务。
机器人焊接工艺培训PPT课件
控制焊接技术滞后； 等等
2021
26
机器人焊接试验的程序和步骤
熟悉图纸和焊接技术标准，与用户详细交流技术要求。 根据母材成分，确定焊材（焊丝牌号、直径、气体成分）。 根据板厚（管直径及壁厚）、接头形式、焊接位置、确定初
期焊接工艺规范参数（焊接工艺评定任务书）。 按照“焊接工艺评定任务书”中设定的工艺模式，焊接试件，
150度)，后热措施，层间温度控制，装配质量，电源种类和极性。
3.工艺要求：焊接件所用材料应具有可焊性；焊缝的布置应有利于减少焊接应
力和变形；焊接接头的形式、位置和尺寸应能满足焊接质量要求。
4.结构因素
设计时因考虑焊接接头应处于刚度较小的状态，避免出现截面突变，余高过大，
交叉焊缝等引起应力集中。
5.使用条件
Ar + 10—20%CO2 + 5%O2
适合于碳钢及低合金钢焊丝的喷射过渡及脉 冲过渡。
2021
19
焊接工艺评定：
验证焊接工艺的正确性 ，合理性。 为焊接工程施工提供真实.可靠的焊接工艺，并对焊接
施工工艺进行确定与指导。
焊接工艺评定方法：
抗裂性试验 工艺评定任务委托技术书（材质，工艺，数量，周期） 模拟试件焊接 试件物理.化学性能试验 工艺评定报告（PQR） 焊接工艺规范 （WPS） 焊接工艺作业指导书
接头类别：板状、管状、管板状、
接头形式：对接、角接、 T字接、搭接、
焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊、
垂直固定 水平固定 等
2021
22
焊接检验
外观检查 无损探伤
□ Χ射线探伤 （RT） □ 超声探伤 （UT） □ 渗透探伤 （PT） □ 磁粉探伤 （MT）
2021
2021
26
机器人焊接试验的程序和步骤
熟悉图纸和焊接技术标准，与用户详细交流技术要求。 根据母材成分，确定焊材（焊丝牌号、直径、气体成分）。 根据板厚（管直径及壁厚）、接头形式、焊接位置、确定初
期焊接工艺规范参数（焊接工艺评定任务书）。 按照“焊接工艺评定任务书”中设定的工艺模式，焊接试件，
150度)，后热措施，层间温度控制，装配质量，电源种类和极性。
3.工艺要求：焊接件所用材料应具有可焊性；焊缝的布置应有利于减少焊接应
力和变形；焊接接头的形式、位置和尺寸应能满足焊接质量要求。
4.结构因素
设计时因考虑焊接接头应处于刚度较小的状态，避免出现截面突变，余高过大，
交叉焊缝等引起应力集中。
5.使用条件
Ar + 10—20%CO2 + 5%O2
适合于碳钢及低合金钢焊丝的喷射过渡及脉 冲过渡。
2021
19
焊接工艺评定：
验证焊接工艺的正确性 ，合理性。 为焊接工程施工提供真实.可靠的焊接工艺，并对焊接
施工工艺进行确定与指导。
焊接工艺评定方法：
抗裂性试验 工艺评定任务委托技术书（材质，工艺，数量，周期） 模拟试件焊接 试件物理.化学性能试验 工艺评定报告（PQR） 焊接工艺规范 （WPS） 焊接工艺作业指导书
接头类别：板状、管状、管板状、
接头形式：对接、角接、 T字接、搭接、
焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊、
垂直固定 水平固定 等
2021
22
焊接检验
外观检查 无损探伤
□ Χ射线探伤 （RT） □ 超声探伤 （UT） □ 渗透探伤 （PT） □ 磁粉探伤 （MT）
2021
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点位控制型机器人主要用于点焊作业。
（2） 连续轨迹控制（CP）型
机器人各关节同时作受控运动，使机器人终端按预期的 轨迹和速度运动，为此各关节控制系统需要实时获取驱 动机的角位移和角速度信号。
连续轨迹控制只要用于弧焊机器人。
5、按驱动方式来分
⑴ 气压驱动
气压驱动的主要优点是气源方便，驱动系统具有缓冲作 用，结构简单，成本低，易于保养；主要缺点是功率质 量比小，装置体积大，定位精度不高。
ii 焊钳的张开度可以根据工件情况任意调节，只要不发生干涉或者碰撞，可以 尽可能减小张开度，以减少焊钳开合时间，提高焊接效率。
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。
3、机构形式：
二、机器人焊接系统的选择 1、弧焊装置
焊接电源 1、负载持续率
FS负载 负持 载续 持运 续止 行 运时 时 行 1间 间 0时 ％ 0＋ 间 ＝ Tt 休 10% 0 I2 f F SIe2FeS If F FeS S Ie
⑶ 电气驱动
易于控制，运动精度高，使用方便，成本低廉，驱动效率 高，不污染环境，是最普遍、应用最多的驱动方式。
电气驱动可细分为步进电机驱动、直流电机驱动、无刷直 流电机驱动、交流伺服电机驱动等多种方式。无刷电机驱 动有着最大的转矩质量比，由于没有电刷，其可靠性极高， 几乎不需任何维护。
直流伺服电动机原理
6焊接机器人系统
第一节 焊接机器人概论
一、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
动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于 工业自动化领域。
焊接机器人是从事焊接作业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
二、焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
点焊机器人
2、按构形来分
侧置式（摆式）结构
无刷电动机原理
三、焊接机器人系统组成
机器人操作机 变位机 控制器 焊接系统 焊接传感器 中央控制计算机 安全设备
焊接机器人控制系统结构原理
四、机器人的应用方式
1、机器人工作单元 2、带机器人的生产线
五、机器人焊接的主要优点
1、焊接质量高，稳定性好； 2、可提高劳动生产率； 3、改善劳动条件； 4、降低工人技术操作水平； 5、缩短产品更新换代周期； 6、降低生产成本； 7、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化； 8、在各种极限条件下完成焊接作业。
② 电动焊钳
其电极的张开和闭合是由伺服电机驱动及码盘反馈闭环控制，张开度可以根据 需要在编程时任意设定，而且电极间的压紧力（由电机电流控制）也能实现无级 调节。这种具有以下优点：
i 大幅度降低每一个焊点的焊接周期。由于焊钳张合的整个过程都由计算机精 确监控，所以机器人在焊点间移动过程中，焊钳就可以闭合；焊完一点后，焊钳 一边打开，机器人就可以一边移动，而不必象气动焊钳那样必须等焊钳完全张开 后才能移动，也不必等机器人到位后才开始闭合。
平行四边形结构
3、按结构坐标系特点来分
直角坐标型 球坐标型
圆柱坐标型 全关节型
4、按受控运动方式来分
（1）点位控制（PTP）型
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。要求机器人在目标点上有足够的 定位精度。相邻目标点间的运动方式有两种：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；一是各关节同时趋近终点，由于各关 节运动时间相同，所以角位移大的运动速度较高。
气压驱动机器人适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。
⑵ 液压驱动
液压驱动系统的功率质量比大，驱动平稳，且系统的 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，成本较高。
液压驱动多用于要求输出力大、运动速度较低的场合。
2、点焊装置
装备组成
焊钳； 变压器； 定时器。
结构形式
变压器与机器人分离； 变压器装在机器人的上臂上； 变压器与焊钳组合成一体式。
一体式焊钳
① 气动焊钳
其电极的张开和闭合由压缩空 气通过气缸驱动。一般有两个局限： 一是电极的张开度一般只有两级， 大的张开度（大冲程）主要是为了 方便把焊钳深入工件较深的部位， 不会发生焊钳和工件的干涉或者碰 撞；小的张开度（小冲程）是在连 续点焊时，为了减小焊钳开合的时 间，提高工作效率。焊钳的电极开 合度在编程时根据工件情况进行设 定。二是电极的压紧力一旦设定， 在焊接过程中不能变动。
六、机器人焊接的发展阶段
1、示教再现 2、离线编程 3、自主编程
七、机器人焊接发展概况
自1962年美国推出实际上第一台Unimate型和Versatran 型工业机器人以来，机器人已经广泛应用于各行各业， 主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂 作业，其中半数以上为焊接机器人。
Versatran机器人
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
内容
焊接机器人操作机 机器人焊接系统 外围设备
一、焊接机器人操作机的选择
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
2、驱动方式：
送丝装置
1、送丝机
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
影响送丝稳定性的因素
送丝机的送丝速度控制精度不高； 送丝轮的压紧力不适合； 送丝导管和焊丝的直径不匹配； 焊丝表面铜镀层脱落； 导丝管过长或者弯曲角度过接电源（晶闸管） 具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源
（波形控制，表面张力过渡）
颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源
（晶闸管，FS 100%，射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）
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源和模糊控制电源等）
（2） 连续轨迹控制（CP）型
机器人各关节同时作受控运动，使机器人终端按预期的 轨迹和速度运动，为此各关节控制系统需要实时获取驱 动机的角位移和角速度信号。
连续轨迹控制只要用于弧焊机器人。
5、按驱动方式来分
⑴ 气压驱动
气压驱动的主要优点是气源方便，驱动系统具有缓冲作 用，结构简单，成本低，易于保养；主要缺点是功率质 量比小，装置体积大，定位精度不高。
ii 焊钳的张开度可以根据工件情况任意调节，只要不发生干涉或者碰撞，可以 尽可能减小张开度，以减少焊钳开合时间，提高焊接效率。
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。
3、机构形式：
二、机器人焊接系统的选择 1、弧焊装置
焊接电源 1、负载持续率
FS负载 负持 载续 持运 续止 行 运时 时 行 1间 间 0时 ％ 0＋ 间 ＝ Tt 休 10% 0 I2 f F SIe2FeS If F FeS S Ie
⑶ 电气驱动
易于控制，运动精度高，使用方便，成本低廉，驱动效率 高，不污染环境，是最普遍、应用最多的驱动方式。
电气驱动可细分为步进电机驱动、直流电机驱动、无刷直 流电机驱动、交流伺服电机驱动等多种方式。无刷电机驱 动有着最大的转矩质量比，由于没有电刷，其可靠性极高， 几乎不需任何维护。
直流伺服电动机原理
6焊接机器人系统
第一节 焊接机器人概论
一、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
动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于 工业自动化领域。
焊接机器人是从事焊接作业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
二、焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
点焊机器人
2、按构形来分
侧置式（摆式）结构
无刷电动机原理
三、焊接机器人系统组成
机器人操作机 变位机 控制器 焊接系统 焊接传感器 中央控制计算机 安全设备
焊接机器人控制系统结构原理
四、机器人的应用方式
1、机器人工作单元 2、带机器人的生产线
五、机器人焊接的主要优点
1、焊接质量高，稳定性好； 2、可提高劳动生产率； 3、改善劳动条件； 4、降低工人技术操作水平； 5、缩短产品更新换代周期； 6、降低生产成本； 7、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化； 8、在各种极限条件下完成焊接作业。
② 电动焊钳
其电极的张开和闭合是由伺服电机驱动及码盘反馈闭环控制，张开度可以根据 需要在编程时任意设定，而且电极间的压紧力（由电机电流控制）也能实现无级 调节。这种具有以下优点：
i 大幅度降低每一个焊点的焊接周期。由于焊钳张合的整个过程都由计算机精 确监控，所以机器人在焊点间移动过程中，焊钳就可以闭合；焊完一点后，焊钳 一边打开，机器人就可以一边移动，而不必象气动焊钳那样必须等焊钳完全张开 后才能移动，也不必等机器人到位后才开始闭合。
平行四边形结构
3、按结构坐标系特点来分
直角坐标型 球坐标型
圆柱坐标型 全关节型
4、按受控运动方式来分
（1）点位控制（PTP）型
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。要求机器人在目标点上有足够的 定位精度。相邻目标点间的运动方式有两种：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；一是各关节同时趋近终点，由于各关 节运动时间相同，所以角位移大的运动速度较高。
气压驱动机器人适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。
⑵ 液压驱动
液压驱动系统的功率质量比大，驱动平稳，且系统的 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，成本较高。
液压驱动多用于要求输出力大、运动速度较低的场合。
2、点焊装置
装备组成
焊钳； 变压器； 定时器。
结构形式
变压器与机器人分离； 变压器装在机器人的上臂上； 变压器与焊钳组合成一体式。
一体式焊钳
① 气动焊钳
其电极的张开和闭合由压缩空 气通过气缸驱动。一般有两个局限： 一是电极的张开度一般只有两级， 大的张开度（大冲程）主要是为了 方便把焊钳深入工件较深的部位， 不会发生焊钳和工件的干涉或者碰 撞；小的张开度（小冲程）是在连 续点焊时，为了减小焊钳开合的时 间，提高工作效率。焊钳的电极开 合度在编程时根据工件情况进行设 定。二是电极的压紧力一旦设定， 在焊接过程中不能变动。
六、机器人焊接的发展阶段
1、示教再现 2、离线编程 3、自主编程
七、机器人焊接发展概况
自1962年美国推出实际上第一台Unimate型和Versatran 型工业机器人以来，机器人已经广泛应用于各行各业， 主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂 作业，其中半数以上为焊接机器人。
Versatran机器人
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
内容
焊接机器人操作机 机器人焊接系统 外围设备
一、焊接机器人操作机的选择
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
2、驱动方式：
送丝装置
1、送丝机
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
影响送丝稳定性的因素
送丝机的送丝速度控制精度不高； 送丝轮的压紧力不适合； 送丝导管和焊丝的直径不匹配； 焊丝表面铜镀层脱落； 导丝管过长或者弯曲角度过接电源（晶闸管） 具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源
（波形控制，表面张力过渡）
颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源
（晶闸管，FS 100%，射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）
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源和模糊控制电源等）