工业机器人点焊工作站的系统设计
8.1点焊设备安装与初始化设置
示意图
任务实施
操作说明
光标移至选项选择【是】， 按【ENTER】。。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
示意图
任务实施
操作说明
按【SHIFT】+【+X】或【-X 】将伺服枪关闭，然后在页 面中中，按【F4 已关】；将 光标移动至页面中的第 2 项 上，用输入10；在第 3 项中 输入开枪的极限距离（ 140 ）；在第 4 项中输入关枪的 极限距离（18）。完成后按 【F4 完成】退出设置，页面 中显示该项目已标定完成（ 数据由伺服枪厂商提供）。
示意图
任务实施
操作说明
在抱闸设置页面，输入数字1 ，按【ENTER】键确认。（【 数字键】输入伺服枪轴的抱 闸单元号码（此号码表示了 伺服枪的马达抱闸线连接位 置：无抱闸输入 0；与 6 轴 伺服放大器相连选1；若用单 独的抱闸单元-连接至抱闸单 元中的 C 口选 2；D 口选 3 ））
示意图
任务实施
示意图
任务实施
操作说明
在电机尺寸选择页面中，输 入数字62，按【ENTER】键确 认。
示意图
任务实施
操作说明
在最大转速页面中，输入数 字11，按【ENTER】键确认。
示意图
任务实施
操作说明
在放大器最大电流页面中， 输入数字7，按【ENTER】键 确认。
示意图
任务实施
操作说明
在放大器编号输入页面，输 入数字2，按【ENTER】键确 认。（机器人本身的6轴伺服 放大器为1，跟其相连接的附 加轴伺服放大器为2，如此类 推。）。
工业机器人码垛 工作站系统组建
任务一：点焊设备安装与初始化设置
1 任务描述 2 学习目标 3 知识准备 4 任务实施
焊接机器人工作站简介
焊接机器人工作站简介首钢莫托曼机器人有限公司（SGM）是专门从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造及销售的中日合资公司。
公司成立于1996年8月23日，注册资金700万美元，由首钢总公司（45％）、日本株式会社安川电机（43％）和日本岩谷产业株式会社（12％）共同投资，总部位于北京经济技术开发区。
SGM主营日本安川MOTOMAN系列机器人产品，广泛应用于弧焊、点焊、涂胶、切割、搬运、码垛、喷漆、科研及教学。
安川新推出的洁净机器人和双臂机器人是MOTOMAN机器人的开拓性产品，SGM今后会不断推出更多高性能、高精度、高可靠性的新型MOTOMAN机器人。
SGM的产品遍布汽车、摩托车、家电、烟草、陶瓷、工程机械、矿山机械、物流、铁路机车等诸多行业。
为促进企业发展、提升行业知名度，SGM每年都会参展多个大型行业应用展会，SGM拥有一批优秀的工程设计、项目调试人员，在机器人工作站及各种大中型机器人自动化系统生产线的研发、制造、调试及运行维护等方面具有成熟经验和较高水平，在应用技术上获得了多项国家专利。
SGM在不断发展壮大的过程中不断提高系统设计的精准性，这大大提高了系统设备的使用可靠性。
机器人本体专门为点焊而设计，其上臂内藏点焊用的电缆，气管与水管，它与高性能NX100控制柜及配备6.5”LCD彩色显示触摸屏的示教盒的结合，使MOTOMAN-ES系列机器人极大程度地完善了点焊系统。
NX100可同时协调控制多达36个轴，可以实现机器人6轴+电动点焊钳1轴+行走轴1轴，可四台点焊机器人单元的同时协调动作。
并且，由于控制柜命令的运行数度提高1倍从而缩短了作业周期。
有负载重量为165KG到200KG达到了机械人精度运动的最大承重量。
机器人运用高精度控制算法缩短了命令响应的滞后时间，它是安川独有的“高级机器人动作（ARM）”控制特点之一。
因此，机器人的诡计重复精度可以提高50％。
误差补偿功能（选项）使机器人绝对位置精度提高2到5倍。
关于焊接机器人工作站设计的探究
关于焊接机器人工作站设计的探究发表时间：2017-07-12T15:08:55.550Z 来源：《基层建设》2017年第8期作者：刘阿缔[导读] 本论文通过对焊接机器人工作站的设计与实现，将工业机器人、点焊控制器、夹具、安全门及周边设备连接起来，实现相互通讯。
佛山市南海力丰机床有限公司 528241摘要：本论文通过对焊接机器人工作站的设计与实现，将工业机器人、点焊控制器、夹具、安全门及周边设备连接起来，实现相互通讯，达到两个机器人同时独立操作和协同操作目的，构成焊接机器人工作站；通过PROFIBUS总线，实现PLC控制，结合触摸屏技术开发人机界面实现监控；进行工作站的机器人参数设定、坐标系选取及机器人运动程序设计，通过配置I/O信号，实现机器人外部控制。
关键词：焊接机器人；工作中；设计引言工作站具有搬运车门、自动换钳焊接、焊钳修磨等功能，特别注重安全防护系统的配置。
解决机器人控制器与周边设备接口技术，实现PLC控制柜与点焊控制器的通讯，点焊控制器与机器人以及快换装置的电气设计。
进行机器人控制器与外围设备连接，机器人控制器通过西门子集成通讯处理模块CP5614与PLC控制柜内的可编程序控制器S7-300PLC进行通讯。
PLC通过本地I/O和外围分布式I/O采集夹具、周边及机器人信号，以使系统能顺利地完成预定的各项工作。
整个系统采用PROFIBUS网络联接，工作站的夹具、气压开关、安全门开关、抓具、焊钳及保护罩、光栅、光幕和操作台（带有10.4寸西门子TP270-10型号触摸屏）等信号分别通过线缆连接到相应控制箱内，整个工作站由PLC进行控制。
1工作站结构方案设计焊接机器人工作站组成：（1）两台德国库卡公司生产的KUKA-KR200/4点焊机器人控制器（KRC，即 KUKA Robot Controller，200kg 负载，最大工作半径为 2400mm）和两台本体操作机。
机器人选型采用德系车生产企业普遍采用的机器人型号，搭建企业真实的工作环境；（2）一台日本小原南京公司生产的 ST21 型点焊控制器（Timer）用来控制点焊操作，根据加工工件的不同进行电焊电流的设定；（3）一台焊钳修磨器，当焊钳电极头氧化后需要自动进行修磨；（4）一套日本NITTA公司生产的快换装置及X钳和C钳的保护罩各一套，快换装置实现焊钳的置换，焊钳保护罩用来保护焊钳，防止焊接过程中飞溅对焊钳损伤；（5）一台冷水机和一台空气压缩机，冷水机用来冷却焊钳，空气压缩机为整个工作站供气；（6）一台周边控制柜（内有SIMATIC的S7-300系列PLC）、ET200S分布式I/O，是整个控制系统指挥中心，当机器人处于外部控制时，由PLC发布指令；（7）一台带有触摸屏（SIMATIC TP270-10）的操作台，用于检测系统状态；（8）一套水气单元系统（内装有电气比例阀、流量计、手动排水阀等），用来检测工作站水、其是否准备好，并符合要求；（9）上料台、下料台、JIG A和JIG B及其它附属周边设备；（10）安全光栅及安全门，作为系统重要的安全防护。
弧焊机器人工作站系统设计毕业论文
弧焊机器人工作站系统设计摘要随着工业技术的提高，机器人被广泛应用于生产实践中，机器人与手工操作相比，有着明显的优势，广泛采用工业机器人不仅可提高产品的质量和产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用日益改变人类的生产生活。
其中，焊接机器人是应用最为广泛的机器人，全球将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。
本论文以六自由度弧焊机器人为背景，详细介绍了机器人工作站的配置，硬件选型，PLC控制系统的设计、机器人配套设施的建设、仿真软件的应用及在实际环境中的调试。
论文首先总结了前人的工作，对焊接机器人工作站的发展现状和前景进行了展望。
总结了中外弧焊机器人的生产发展情况，对国内的弧焊机器人工作站的优缺点进行了分析。
然后结合工厂实际情况和生产要求，结合目前先进的机器人技术和解决方案，规划了本次机器人工作站的设计模块，对机器人工作站的配置和组成提出了合理创新的设计，采用简单高效的方法完成了工厂的应用要求。
工作站包括两台日本安川机器人公司的MOTOMAN NX100机器人，该机器人采用了6轴运动，能够在空间上做大自由度的运动，一台机器人安装了弧焊焊枪，进行弧焊作业，另一台机器人安装了夹持设备，进行辅助作业，两台机器人协调工作，共同完成作业任务。
本文对工作站的各个组成部分给出合适的规划，保证了机器人工作站的实用高效性，使用双机器人的协调工作及外部轴的控制实现高复杂度的焊接，能够适应不同的工作环境，使工作站拥有良好的柔性化拓展空间。
对工作站系统进行设计时采用了先进的3D模拟仿真技术，能够直观模拟机器人在实际工作环境下的运动状态，观察机器人I/O信号在运行中的应用情况，对现场环境下工作站的系统运行作出充分的模拟演示，保障了机器人工作站的稳定和高效，为机器人工作站的现场搭置提供了精确的数据支持。
工业机器人点焊工作站的系统设计
《工业机器人工作站系统集成》
《工业机器人工作站系统集成》
常州机电
知识准备
二、电阻焊接控制装置IWC5-10136C IWC5-10136C电阻焊接控制装置为逆变式焊接电源，采用微电脑控制，具备高性 能和高稳定性的特点，可以按照指定的直流电流进行定电流控制，具有步增机 能以及各种监控及异常检测机能。 1．IWC5焊接电源的技术参数
《工业机器人工作站系统集成》
常州机电
知识准备
2) 焊接变压器小型化 焊接变压器的铁芯截面积与输入交流频率成反比， 故中频输入可减小变压器铁芯截面积，减小了变压器的体积和重量。尤其适合 点焊机器人的配套需要，焊机轻量化，减小机器人的驱动功率，提高性价比。
3) 电流控制相应速度提高 1kHz左右频率电流控制响应速度为1ms，比工频 电阻焊机响应速度提高20倍，从而可以方便地实现焊接电流实时控制，形成多 种焊接电流波形，适合各种焊接工艺需要，飞溅减少，电极寿命提高，焊点质 量稳定。
表3-10 IWC5-10136C电阻焊接控制装置技术参数
额定电压及周波数
额定电压 焊接电源周波、415V、440V、480V±15% 50Hz/60Hz（自动切换） 在控制器内部从焊接电源引出 约80VA（无动作时） 强制式空气冷却
冷却条件
IGBT 单元
《工业机器人工作站系统集成》
常州机电
知识准备
2) 恒定热量控制 在点焊中，随着焊点数的增加，电极顶端的直径就会增大 ，以及电极的氧化，导致电极间的电压下降。通过恒定热量控制，使焊接电流 随着电极的损耗而逐步加大，保证两者乘积也就是功率的值不变。 恒定热量控制与定电流控制相比，其优点是发生的飞溅比较少。但是恒定热量 控制方式无法像定电流控制方式一样直接设定焊接电流，因此使用比较麻烦。 6．IWC5焊接电源系统连接 (1) IWC5焊接电源的配线 IWC5焊接电源的配线如图3-25所示。
《工业机器人工作站系统组建(活页式教材)》电子教案 9.1工业机器人焊装线方案设计
1 任务描述 2 学习目标 3 知识准备 4 任务实施
目录
CONTENTS
01 任 务 描 述
任务描述
根据汽车后纵梁零件的焊接工艺要求，利用roboguide软件完成焊接线布局图设计。
02 学 习 目 标
学习目标
1.了解机器人点焊工艺应用及配套外围设备。 2.能根据焊接线2D布局图完成虚拟线体机器人、焊钳、抓手搭建。
03 知 识 准 备
知识准备
学前准备： 1.了解汽车零部件焊装线开发流程 2.了解汽车后纵梁焊装线的工艺分析 3. 掌握后纵梁焊接线的布局设计
知识准备（预备知识）
1汽车零部件焊装线开发流程 焊装线开发是根据客户技术要求，其中包括线体生产节拍、场地布局、线
体电气标准等，通过导入焊接线开发任务书，根据客户给定产品模型、焊点 信息、焊接工序等产品信息，由机械工程师和电气工程师初步确定线体机器 人型号、焊钳类型、上下料方式、工位焊点数量、抓件方式、夹具结构等基 本线体信息，并制定焊接线体2D布局图，由仿真工程师根据布局方案进行工 艺及布局优化，确定焊钳型号、机器人底座高度、抓手结构，经过线体零部 件制造，现场设备安装与生产线体PLC控制系统、机器人程序调试，最终完 成生产线试产，如图xxx焊装线开发流程图。
任务实施
2.根据设计布局图纸导入ROBOGUIDE
操
作 步
操作说明
骤
示意图
选择【Fixtures】 文件：总布局图\layout.CSB 点击右键选择【 Add Fixture】选 择【Single CAD File】添加生产线 1 2D布局图纸 layout.CSB
任务实施
调整布局图位置坐 标为：X=9957.Y=12524.Z=0 2
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11章---点焊机器人编程及分析
11.2 点焊机器人组成
2.点焊钳分类 根据焊钳加压的驱动方式分为气动焊钳和伺服焊钳
图 11-12 气动焊钳
图 11-13 伺服焊钳
11.2 点焊机器人组成
2.点焊钳分类 按焊钳的结构型式分为C型焊钳和X型焊钳。
图 11-14 C型焊钳
图 11-15 X型焊钳
11.2 点焊机器人组成
2.点焊钳分类 按焊钳加压力大小，可分为轻型焊钳和重型焊钳。如图11-16和图11-17所示
图 11-3 点焊初始设置
11.1 点焊机器人基础
3.机器人点焊指令（以FANUC工业机器人伺服焊枪点焊作业为例）
3)点焊I/O信号配置: 单元接口I/O信号：输入信号配置焊接有效/无效、加压有效/无效、冷却机复位、
自POUNCE返回原点位置、试验方式。（信号分配完成后须重启机器才生效） 点焊设备I/O信号：常用的有冷却机正常、水流量正常、焊接变压器正常等输入信
号，复位冷却机、焊枪压力通知信号等输出信号。 点焊机I/O信号：利用点焊机I/O信号，使用数字量输入/输出来实现机器人与焊机
之间通信。
图 11-3 点焊初始设置
11.1 点焊机器人基础
4.机器人点焊指令功能（以FANUC工业机器人伺服焊枪点焊作业为例）
指令
说明
点焊指令
点焊指令是在程序中指定伺服枪操作的指令。指定点焊指令的一连串处理（加压、 焊接、打开）叫做“点焊顺序”。
4.机器人点焊指令功能（以FANUC工业机器人伺服焊枪点焊作业为例）
点焊指令条件设定: 开始位置电极头距离（SD）：指定进行用于焊接的焊枪关闭时伺服焊枪的电极 头间距离。 加压条件（P）：按所指定的加压条件进行加压。如图11-5所示。
图11-5加压条件设置页面
工业机器人典型应用—点焊站—焊接示教流程及工艺程序结构
1 焊接工艺结构
点焊示教流程分析
点焊示教较为简单，除了点焊位置使用点焊指令外，其余全部 由运动指令组成。
序号
轨迹说明
使用指令
1 机器人TCP从HOME到达P1避让点、P2避 PTP指令
最大允许烧损 EG_WEAR_MAX，则将发出一条信息。然后必须更换电极头。
2 焊接状态键
首次/周期性初始化
首次初始化 在调试时； 每次更换电极头之后
周期性初始化 电极头修磨之后必须进行周期性初始化
2 焊接状态键
状态键首次初始化
首要条件 运行方式T1或T2 卡钳已校准 卡钳已调校定径 卡钳安装了新的电极头 在配置里面设置了“首次初始化力值
最大允许烧损EG_WEAR_MAX，则将发出一条信息，然后必须更换电极头。
2 焊接状态键
脱开（解耦）\靠上 （耦合）
当点焊系统配置了多个焊钳，且在焊接过程中需要更换焊钳，则需要脱 开\靠上状态键实现更换焊钳。
状态
功能说明
1. 通过卡钳状态键选卡钳。
2. 通过状态键通过脱开（解耦）来脱开卡钳。
1. 通过卡钳状态键选卡钳。
2. 通过状态键靠上（耦合）来靠上卡钳。
2 焊接状态键
脱开（解耦）\靠上 （耦合）
当点焊系统配置了多个焊钳，且在焊接过程中需要更换焊钳，则需要脱 开\靠上状态键实现更换焊钳。
状态
功能说明
1. 通过卡钳状态键选卡钳。
2. 通过状态键通过脱开（解耦）来脱开卡钳。
1. 通过卡钳状态键选卡钳。
2. 通过状态键靠上（耦合）来靠上卡钳。
工业机器人工作站 ppt课件
PPT课件
26
第四节 工作站的气控系统
气控工作原理 : 手控阀 三联件
两套双支点支承两套夹 具体。
H 型支架下方四个定 位气缸支承定位。
PPT课件
24
（2）转台
交流伺服电机经减 速器和一对外齿轮 带动H型支架转动。
0°、180°位设两 套位置开关，超限 开关和死挡块。
导线及气管经转轴 中心孔引至H支架 处。
底座内装柔性链式 管路保护套。
PPT课件
25
（3）双支点系统
备通信。
电气控制柜：控制除机器人控制内容之
外的其他对象，并协调工作站工作。
1. 主电路分析
合上工作站开关：电源指示灯 HL3 亮；
电气柜风扇 M1 工作。
SA2、SA3控制两个照明灯。
SA1经KM使其他设备带电。
220V：
供PLC电源
变压整流→直流24V→输入、输出模块
110V供电磁铁用电（经中间继电器控制）
本例选：M－K6SB型 选择可搬重量因素：
末端执行器净重 末端执行器重心偏移 机器人最大速度及惯性
选择工作空间因素：
满足作业范围要求 工件置于机器人的最佳作业位置
PPT课件
9
二、机器人的传动与结构
传动示意：
S 轴：D1→R1
L 轴：D2→R2 U 轴：D3→R3 R 轴：D4→R4 B 轴：D5→R5 T 轴：D6→R6
7l轴电动机机器人下臂下端左侧与减速器输出盘连接右侧固连的小轴通过轴承支承在u轴连杆内减速器装在旋转体上极限位置安装极限挡块图右侧为u轴电动机减速器输出转盘与连杆连接下臂上臂拉杆和连杆构成平行四边形机构铰链中用园锥滚子轴承用闷盖调整轴承间隙并密封5r轴结构上臂前段用两圆锥滚子轴承支承于后段内