机器人中厚板焊接系统
机器人多层多道焊接系统原理
机器人多层多道焊接系统原理1. 引言1.1 介绍机器人多层多道焊接系统机器人多层多道焊接系统是一种高效率的焊接系统，它利用多个焊接头同时对焊接工件进行焊接，实现多层多道的焊接过程。
这种系统在焊接速度和质量上都有显著的优势，可以大大提高生产效率和产品质量。
机器人多层多道焊接系统通常由焊接机器人、焊接头、焊接控制系统等组成，每个部件都有各自的功能和作用。
通过精确的控制和调节，机器人多层多道焊接系统可以实现复杂的焊接路径规划和焊接参数调节，确保焊接质量和稳定性。
目前，该系统在汽车制造、航空航天等行业得到广泛应用，取得了显著的成效。
未来，随着技术的不断发展和完善，机器人多层多道焊接系统将进一步提升其性能和应用范围，成为焊接领域的重要设备之一。
1.2 目的和意义机器人多层多道焊接系统的目的和意义在于提高焊接效率和质量，实现对复杂工件的精确焊接。
随着工业自动化的发展和对生产效率的不断要求，传统的手工焊接已经无法满足大批量、高精度的焊接需求。
机器人多层多道焊接系统的引入可以有效减少人工操作的繁琐性和误差率，提高焊接生产率和一致性。
机器人多层多道焊接系统还可以实现对焊接过程参数的精确控制和调节，确保焊接质量稳定可靠。
通过对焊接路径的规划和优化，可以实现更高效的焊接方式，同时减少焊接过程中的遗漏和错漏。
机器人多层多道焊接系统的研究也有利于促进焊接技术的发展和创新，推动焊接工艺的进步和提升。
通过不断的实验验证和优化，可以不断提高系统的稳定性和可靠性，为未来的自动化生产提供更多的可能性和选择。
机器人多层多道焊接系统的研究和应用具有重要的意义和价值，将为工业生产带来更高效、更精确和更可靠的焊接解决方案。
1.3 研究现状当前，机器人多层多道焊接系统在制造业中扮演着重要的角色。
随着工业化进程的不断推进，焊接技术也在不断发展和完善。
目前，随着智能制造技术的快速发展，机器人焊接系统已经成为焊接领域的主流技术之一。
机器人多层多道焊接系统相比传统手工焊接和自动焊接具有更高的精度和效率，能够实现复杂焊接路径的精准控制，提高了焊接质量和生产效率。
中厚板机器人焊接
中厚板焊接
正文：
1. 引言
本文档旨在介绍中厚板焊接的相关信息，包括设备选型、操作流程、安全注意事项等内容。
通过阅读本文档，用户可以了解到如何正确使用中厚板进行焊接工作。
2. 设备选型
中厚板是一种专门用于焊接中厚钢板的自动化设备。
其主要组成部分包括：电源系统、控制系统、传感器和执行元件等。
3. 操作流程
a) 准备工作：
- 确保所有所需材料齐全，并按照规定摆放好；
- 对及周围环境进行检查，确保没有障碍物或危险因素存在；
b) 启动程序：
- 打开控制面板并登录账户；
- 进入相应软件界面，并选择合适的参数设置；
c) 加载零件文件：
将需要加工的零件文件导入至软件界面，并对其进行调
整以符合实际情况；
d）开始运行:
根据指示启动运行按钮,触发各个功能模块;
4. 安全注意事项
- 在操作过程中必须佩戴防护眼镜和手套，以防止受伤；
- 确保周围没有其他工作人员或障碍物存在，避免发生意外事故；
- 在操作过程中要注意观察设备运行情况，并及时处理异常状况。
5. 附件
- 本文档涉及的附件包括：设备选型表、操作流程图等。
请参
考相关文件进行查看。
6. 法律名词及注释
a) 中厚板焊接：指用于自动化焊接中厚钢板的专业设备。
b) 控制系统：负责控制整个系统运行和协调各部件之间相互配合的核心组成部分。
7. 结束语
感谢您阅读本文档！如有任何问题，请联系我们获取更多信息。
祝您使用愉快！。
X架焊接机器人焊接系统技术方案纯方案,21页
X架焊接机器人焊接系统设备名称：x架焊接机器人焊接系统数量：壹套一.应用范围：该机器人系统主要用于SY425X架焊接工件名称：SY425X架工件外形最大尺寸：2700X3050X877mm孔中心大小尺寸：①800工件最大重量：4100kg工件材质：碳钢、低合金钢等焊接方式：双丝脉冲MAG保护气体：83%Ar+17%CO2气体保护焊效率：工作站采用单工位两班作业，每班平均作业时间10小时，平均焊接外焊缝时间5〜6小时/件，紧固时间要求不超过10分钟（不含吊运时间）。
工件组对要求：焊缝位置偏差WIOnim焊缝间隙W2mm二.项目描述:1.系统描述：采用单工位结构形式，焊接机器人倒装于三轴滑轨龙门架上，配以L形双轴变位机，全系统为11轴联控。
布局如图所示:X架焊接机器人焊接系统主要由机器人系统、三轴滑轨龙门架、L型双轴变位机、双丝焊接系统、防碰撞传感器、清枪剪丝器、电气控制系统等组成，系统具有技术先进、功能完善、适应性强、可靠性高的特点，能有效地提高焊接质量和一致性，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率。
系统设备配置表:2.操作描述：2.1.工件装夹:操作工使用行车将点定好的工件装夹到变位机上，利用变位机上焊接夹具对工件进行定位及夹紧（保证孔中心与变位机回转中心的同心度），操作工离开机器人工作区域，按下操作台“启动”按钮，控制系统通过夹具上的传感器进行确认。
2.2.机器人焊接：机器人在三轴滑轨龙门架上行走至焊接位置，机器人使用焊缝自动寻位功能对焊缝进行起始点的寻找，自动进行单层单道（或多层多道）焊接，在焊接过程中，机器人使用电弧跟踪实现对接焊缝（带坡口）和角焊缝的跟踪，保证焊枪对中，纠正由于工件装配或焊接变形产生的偏差，同时变位机按预设程序变位（翻转或旋转）、机器人按预设程序升降或进退或移动，使各焊缝处于最佳焊接位置, 保证焊接质量。
2.3.工件卸装：焊接结束后，机器人退回到安全位置，操作工再次进入机器人工作区域，松开工装，操作人员用行车卸下工件。
基于MLD建模的厚板机器人自主焊接及预测控制
2023-11-05contents •引言•基于mld建模的厚板机器人自主焊接技术•厚板机器人自主焊接的预测控制•基于深度学习的厚板机器人自主焊接控制优化•总结与展望•参考文献目录01引言厚板机器人自主焊接及预测控制的重要性随着工业制造向高效、高精度、高自动化的方向发展，厚板机器人自主焊接及预测控制在船舶、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。
研究目的和背景现有技术的不足传统的焊接方法存在效率低下、质量不稳定等问题，难以满足现代工业制造的需求。
研究目的本研究旨在解决现有技术的不足，通过基于mld建模的厚板机器人自主焊接及预测控制技术，提高焊接效率和质量。
研究现状和发展趋势研究现状目前，国内外研究者们在厚板机器人自主焊接及预测控制方面取得了一定的研究成果，但仍然存在一些问题需要进一步解决。
发展趋势随着机器学习、人工智能等技术的不断发展，基于mld建模的厚板机器人自主焊接及预测控制技术将成为未来的研究热点。
同时，随着工业制造向高效、高精度、高自动化的方向发展，厚板机器人自主焊接及预测控制技术也将得到更广泛的应用。
02基于mld建模的厚板机器人自主焊接技术mld建模原理及方法简介01mld（多层次递阶）建模是一种有效的系统建模方法，通过将系统划分为多个层次并递阶关联，实现对复杂系统的准确描述。
建模过程02首先对厚板机器人自主焊接系统进行全面分析和了解，确定系统的输入、输出和状态变量；然后基于这些变量构建mld模型，通过调整模型参数实现系统优化。
特点03mld建模方法具有结构简单、易于实现、适用范围广等优点，但也存在参数调整困难、对数据要求高等缺点。
厚板机器人自主焊接系统组成传感器系统包括焊缝跟踪传感器、温度传感器和焊枪姿态传感器等，用于实时监测焊接过程和厚板状态，保证焊接质量。
机器人控制器用于控制机器人的运动轨迹、速度和姿态等参数，实现精准的焊接操作。
焊接电源及送丝装置提供焊接所需的电流、电压和气体等参数，并控制送丝速度和出丝量，保证焊接过程的稳定性和质量。
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。
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)
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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)
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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；
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2、点焊装置
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装备组成
➢ 焊钳； ➢ 变压器； ➢ 定时器。
焊接机器人的基本配置、组成、安装和调试、保养和维护
其次局部焊接机器人的根本配置、组成、安装和调试、保养和维护您的姓名：[填空题] *1.清洗示教器的外表通常承受软布蘸少量〔〕轻轻的进展拭擦。
[单项选择题] *A、香蕉水B、水C、酒精D、水或中性清洁剂(正确答案)2.当模式选择开关处于运营模式位置(Auto)时，可以进展〔〕。
[单项选择题] *A、示教和编辑B、编辑和焊接C、焊接(正确答案)D、示教和焊接3.实现示教(Teach)和运行(Auto)模式切换是通过〔〕实现的。
[单项选择题] *A、示教器命令B、设定运作方式C、旋动钥匙开关(正确答案)D、进入设定程序4.进展机器人日常检查的主要目的是〔〕。
[单项选择题] *A、觉察问题点B、通知修理人员C、保持外观干净D、准时觉察问题、解决问题(正确答案)5.焊完〔〕个工件查看喷嘴内是否有未清理干净的飞溅毛刺，焊丝是否弯曲。
[单项选择题] *A、1(正确答案)B、2C、3D、46.正常状况下每焊〔〕个工件(体型一般)手动清理喷嘴内部。
[单项选择题] *A、1B、2C、3D、4(正确答案)7.机器人本体每周清理〔〕次。
[单项选择题] *A、1(正确答案)B、2C、3D、48.清枪站每天清理〔〕次。
[单项选择题] *A、1(正确答案)B、2C、3D、49.夹持器〔〕个月换一次结缘胶布。
[单项选择题] *A、半(正确答案)B、一C、一个半D、两10.机器人〔〕年一次检查调整同步带张紧装置。
[单项选择题] *A、1B、2C、3(正确答案)D、411.机器人本体检查与保养中的锂电池〔〕年更换一次。
[单项选择题] *A、1B、2(正确答案)C、3D、412.在送丝机的检查中觉察送丝轮磨损格外严峻，发生变形应当〔〕[单项选择题] *A、更换送丝轮(正确答案)B、清理丝轮槽油污和金属屑C、清理中心管D、清扫送丝电机13.以下不属于焊枪易损件的是〔〕[单项选择题] *A、导电嘴B、喷嘴C、中心管(正确答案)D、喷嘴接头14.以下不属于掌握装置及示教器检查与保养的是〔〕[单项选择题] *A、指示灯B、冷却风扇C、蓄电池D、飞溅及灰尘(正确答案)15.机器人本体检查与保养中觉察腕部有松动应当调整〔〕[单项选择题] *A、锥齿轮(正确答案)B、安装螺钉C、牙轮皮带D、圆柱齿轮16.对机器人进展示教时,作为示教人员必需事先承受过特地的培训才行,与示教作业人员一起进展作业的监护人员,处在机器人可动范围外时,〔〕，可进展共同作业。
中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究
中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究近年来，随着工业技术的不断进步和自动化水平的提高，机器人在制造业中的应用越来越广泛。
尤其是在焊接行业，传统的手工焊接已经很难满足大规模、高效率和高质量的需求。
而机器人焊接具有操作自动化、速度快、质量稳定等优势，因此被广泛应用于各个领域。
中厚板多层多道焊接是一项复杂的工艺，在机器人焊接中也是一个具有挑战性的任务。
对于传统的焊接路径规划方法来说，由于焊缝的复杂性和焊接速度的要求，使得路径规划变得十分复杂。
而且，中厚板多层多道焊接还需要考虑到热变形等因素，要求机器人在规定的位置焊接，以保证焊接质量。
为了解决中厚板多层多道焊接中的路径规划问题，研究人员开展了仿真研究。
通过建立三维模型，模拟焊接过程，可以对机器人焊接路径进行优化算法的设计和验证，以提高焊接效率和焊接质量。
首先，研究人员将焊接对象进行三维建模，包括中厚板的几何形状、焊缝的位置和尺寸等信息。
然后，确定焊接任务的要求，包括焊接速度、焊接质量等。
接着，结合焊接路径规划原理，设计了一种适合中厚板多层多道焊接的路径规划算法。
路径规划的核心是确定机器人的运动轨迹。
在仿真研究中，可以通过数学建模和计算机模拟，找到最优的运动轨迹。
研究人员可以根据焊接任务的要求设置目标函数，通过不断迭代和优化，得到最佳的焊接路径。
除了机器人的运动轨迹，还需要考虑到工作空间的限制和路径规划的实时性。
中厚板多层多道焊接过程中，机器人需要考虑到焊接速度、焊接角度、避免碰撞等因素，以确保焊接效果和工作安全。
在仿真研究中，不仅可以对路径规划算法进行验证和优化，还可以模拟不同工况下的焊接过程。
通过改变焊接任务的要求、改变焊接材料的性质等参数，可以分析机器人在不同情况下的表现，并对路径规划算法进行改进。
通过中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究，可以有效提高焊接效率和焊接质量。
通过优化路径规划算法，将机器人的运动轨迹和工作空间限制结合起来，可以使焊接过程更加稳定、高效和精确。
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R轴
深入狭窄腔体内部焊接
垂直多关节 手臂式 6
3KG 2511mm 1434mm 0.08mm -170°/ +170° -90°/ 155 -175°/ +190° -150°/ +150°
机器人事业部
B轴
T轴
关节最大速
S轴
度
L轴
U轴
R轴
B轴
T轴
净重
抱闸数
电源容量
许用扭矩
R轴
B轴
T轴
许用转动惯量
R轴
B轴
T轴
可达性范围图
-45°/ +180° -200°/ +200°
200°/s 200°/s 220°/s 410°/s 410°/s 610°/s 130KG
6轴 1.5KVA 8.8N²M 8.8N²M 2.9N²M 0.27KG²M² 0.27KG²M² 0.03KG²M²
机器人事业部
集中了碰撞检测传感器和干涉区检测功能，对于机器人操
作的安全性能提高了很大一部分。
参数表格 本体类型
集成了 MOTOMAN 机器人几十年的焊接精华，按照工业焊
接作业的最佳性能设计，省时省电省空间。 继承了控通制用柜工业设备的性能特点，具有内部 PLC，多通讯接
控制柜类型口，多存储介质。尺程寸序编制，备份和重存量储功能齐备防。护等 级
1
机
调控制
电源柜
北京时代
1
5
电气
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ操作盒
主操作盒
北京时代
1
配触摸屏
PLC 电控和伺 服控制
安川电机
1
机器人底座
外围设
6
设备底板
备
铁丝网
1
北京时代
1
1
机器人事业部
3.2 布局图
机器人事业部
机器人事业部
3.3 设备说明
3.3.1 MA1400 机器人本体
MA1400 机器人本体是专门为焊接工业设计的机器人。除了具有和其他机器人共有的 基本功能之外，该机器人本体采用内置电缆式设计，送丝电缆，保护气体管线，冷却管线 都集成在机器人内部，这样可以有效的避免干涉，提高机器人的可达性能。
2 设计制造原则及标准
本套设备设计和制造遵循国家焊接行业执行标准、国家制造行业执行标准、国家电 气及配电行业执行标准。同时参考机器人行业内部的通用做法和规定，从客户利益出发， 以高效产出，安全可靠，降低投入为准则，来选择和设计整个系统。
机器人事业部
3 设备配置及布置
3.1 配置表
序 部件
号
设备名称
慢送丝启动 适用于钢焊丝、铝焊丝、药芯焊丝和各种焊条的全位置焊接
广泛应用于船舶、压力容器、汽车、铁路、化工等行业
焊机型号
时代 A160—500
输入电压 +/- 15% (50-60Hz)
3 x 380/400
额定输入电流
34A
额定输入功率
23kw
空载电压
76±5V
空载电流
0.1～0.2A
具备其他各家机器人示教编程器的通用操作功能， 做到了更傻瓜化的使用模式，易用性最好。
L 型变位机为定制，形如右图。 参数如下： 负载 800KG
旋转轴（外部轴协调）额定输出扭矩：1078Nm 翻转轴（伺服电机）额定输出扭矩：2816Nm 旋转速度：56°/sec 翻转速度：56°/sec 回转半径 1000mm
机器人的腕部法兰也是中空设计，配合内置式焊枪，外观简约利落，可以深入狭窄的 腔体内部进行焊接，而不需要特殊的加长焊枪。机器人驱动电机采用Σ V 控制电机，使用 最新一代优化算法，机器人灵活性能更好。
内置式集成设计
基本运行参数表
关节类型
关节数
负载
垂直可达性
水平可达性
重复定位精度
关节运动范
S轴
围
L轴
U轴
型号规格
数 品牌
量
机器人本体
MA1400
1
机器人
机器人控制柜
DX100
1
1
系统
寻位和弧压跟
1
踪
焊接电源
A160-500
北京时代
1
送丝机构
焊接系
2 统
机用焊枪
专用
北京时代
1
ABIROB
A500 （ 气
宾采尔
1
冷）
清枪机构
宾采尔
1
焊接夹
天津柳工中梁
3
具
架焊接夹具
北京时代
1
L 型双轴变位
水平轴协
4
变位机
北京时代
ES165D
DX100
425mm³1200mm
100kg
IP54
MH50
LARGE MODEL
³450mm
MA1400
SMALL MODEL
示教编程器
USB 插槽
CF 卡插槽
尺寸
重量
防护等
级
1
1
169³314.5³50mm
0.99
IP65
软件配置
可控机器人数
8台
可控轴数量
72 轴
机器人程序嵌套级
16 级
3.1 配置表 ............................................................................................................................... 3 3.2 布局图 ............................................................................................................................... 4 3.3 设备说明 ........................................................................................................................... 6
简易小巧的模块化设计：方便于维修与维护 超薄设计：理想的可达性 高稳定性与重复可定位性：最大化的TCP值；TCP可靠性强（即使发生碰撞）。 创新的互锁系统：在TCP保持不变的情况下快速轻松地更换枪颈。 适用于300A,360A与500A(100%暂载率)
ABIROB A500 技术参数（EN60 974-7）：
时代中厚板机器人焊接系统 北京时代科技股份有限公司
机器人事业部
目录
目 录....................................................................................................................................... 1 1 工件信息及项目需求............................................................................................................... 2 2 设计制造原则及标准............................................................................................................... 2 3 设备配置及布置....................................................................................................................... 3
空载损耗
80W
效率因数
0.93
效率
90%
电流输出范围
25-500 A
电压调节范围
15～45V
负载持续率
500A 60%
防护等级
IP23S
绝缘等级
F
冷却方式
空冷
外形尺寸 (长 x 宽 x 高, cm)
66³30³53
重量, kg
49kg
送丝机采用与焊机配套的时代送丝机。
机器人事业部 3.3.4.2 焊枪
符合中国标准GB/T15579.7-2005弧焊设备；第七部分：焊枪 额定值：500A CO2 、400A 混合气体、M21（EN439） 暂载率：100% 焊丝直径：0.8～1.6mm
3.3.4.3 清枪机构 BRS
宾采尔 BRS 系列清枪单元，配合自动焊接使用，有效的清除护套 内的飞溅焊渣，清除焊丝端部的氧化球，顺利启弧，防止粘丝等情 况发生。
3.3.1 MA1400 机器人本体............................................................................................... 6 3.3.2 机器人系统控制柜 DX100 和示教编程器 ............................................................ 8 3.3.3 L 型变位机 ............................................................................................................... 9 3.3.4 焊接系统................................................................................................................. 9 3.3.5 夹具系统...............................................................................................................11 3.3.6 寻位和弧压焊缝跟踪...........................................................................................12 4 操作工艺说明.........................................................................................................................12 5 设备使用需求.........................................................................................................................13 6 培训和服务............................................................................................................................. 13