焊接機器人基本知識及其常用功能簡介邢建龍一、工業機器人應用背景二、工業機器人組成三、焊接機器人應用案例四、機器人焊接系統組成五、點焊焊接機器人六、Motoman焊接程序分析1.產品的大批量生產方式的出現2.製造業勞動成本不斷提高3.柔性自動化和計算機集成系統的採用提高了企業的整體效益4.人們追求更舒適的工作環境﹐惡劣﹑危險的勞動環境都需要由機器來代替人工作業工業機器人應用工業機器人應用背景背景工業機器人組成1.機器人控制櫃(控制系統)2.機器人本體六軸AC伺服驅動,重復運動精度（綜合）達正負0.05mm至正負0.2mm最大速度理論上可以達到7000mm/s3.機器人外圍設備操作面板示教器軟盤驅動器或其它存儲器4.機器人輔助設備夾具、工具(GUN /Torch/painting gun)、外軸等1.機器人MIG焊接2.機器人TIG焊接3.機器人等離子焊接4.機器人點焊5.機器人激光焊接(laser)6.機器人激光復合焊接ABB 弧焊機器人工程實例MOTOMAN 弧焊機器人工程實例典型機器人焊接系統組成一.弧焊機器人1.通常有五個以上的自由度2.具有六個自由度的機器人可以保証焊槍的任意空間軌跡和姿態。

3.速度可達1m/s以上﹐重復精度可達±0.2mm4.示教和再現方式編程、離線編程5.具有焊槍的擺動功能二.弧焊接機器人主要技術指標1.機器人的通用指標2.焊接機器人的專門指標。

a.自由度數反映機器人靈活性的重要指標。

一般說來﹐有三個自由度就可達到機器人工作空間任何一點﹐但焊接機器人一般要5個以上自由度。

b.負載指機器人末端能承受的額定載荷。

弧焊機器人要求的負載一般為5~10kg ﹐點焊機器人要求的負載一般為40~90kg 。

1.機器人的通用指標﹕c.工作空間廠家所給出的工作空間是機器人未裝任何末端操作器情況下的最大可達空間。

但應特別注意的是﹐在裝上焊槍(或焊鉗)等後﹐要考慮保証焊槍姿態﹐實際可焊接空間會比廠家給出的小。

d.最大速度是在生產中影響生產效率的重要指標。

一般來說1~1.5m/s 已能滿足要求。

1. 機器人的通用指標﹕e.重復定位精度這是機器人最重要的指標之一。

對弧焊機器人﹐應小於焊絲直徑的一半﹐即±0.2~0.4毫米﹔對點焊機器人也應小於焊鉗直徑的一半以下﹐即1~2mm 。

f.自診斷功能機器人對主要元器件﹑主要功能模塊進行自動檢查﹑故障報警﹑故障部位顯示的功能。

它對保証機器人快速維修和進行保非常重要。

它是評價機器人完善程度的主要指標之一。

g.自保護和安全保障功能1.機器人的通用指標﹕a.擺動功能指焊槍在焊接過程中沿焊縫作一定規律的擺動。

這對弧焊機器人尤其重要﹐它關系到弧焊機器人的工藝性能。

擺動功能的最佳選擇是能在空間(X-Y-Z)範圍內任意設定擺動方式和參數。

b.焊接工藝故障自檢和自處理功能指機器人對常見的焊接工藝故障﹐如弧焊的粘絲﹑斷絲﹑點焊的粘電極等做出檢出并實時自動停車報警的功能。

2.焊接機器人專用技術指標c.c.引弧和收弧功能引弧和收弧功能為確保焊接質量﹐需要變參數﹐在機器人焊接中﹐在示教時應能設定和修改﹐這是弧焊機器人不可缺少的功能。

2.焊接機器人專用技術指標1.編程方式A 直接在示教器上編寫。

B 在電腦上通過機器人的專用軟件編寫(離線編程)﹐然後通過網絡傳送給機器人。

一般來說在電腦上編寫是為了作模擬﹐實際的生產是通過在生產現場用示教器操作。

三.焊接機器人編程知識編程主要通過調用各種指令完成程序主要由三個部分組成﹕一個主程序﹔几個子程序﹔程序數據。

2.編程的主要指令﹕a.基本運動指令MoveL p1, v100, z10, tool1;這是指示機器人作直線(Linear)運動的指令﹐相近的還有MoveJ(關節軸運動)﹑MoveC(圓周運動)。

p1﹕目標位置點﹔v100﹕機器人的運動速度﹔z10﹕規定在轉彎區尺寸﹔tool1﹕工具中心點。

(TCP)b.輸入輸出指令do 指機器人的輸出信號di 指機器人的輸入信號。

Set do1: 將一個輸出信號賦值為1﹔Reset do1﹕將一個輸出信號賦值為0﹔Wait DI di1/maxtime:=5/Timeflag:=flag1:等侍輸入信號di1值為1.c.通信指令(人機對話)TP ERASE : 清屏指令TP WRITE : 書寫指令TP WRITE “ABB”: 顯示ABBTP WRITE ABB: 顯示所賦予ABB的值。

TP Read num”reg”: 在示教板上賦予機器人變量數據。

Wait Time 3:等待3秒﹐再執行下一行指令。

d.程序流程指令IF 判斷執行指令IF <exp1> THEN 符合<exp1> 條件﹐“Yes-part1”執行“Yes-part1”指令﹐ELSEIF <exp2> THEN 符合<exp2> 條件﹐“Yes-part2”執行“Yes-part2”指令﹐ELSE 不符合<exp1>﹑<exp2>條件“Not-part”執行“Not-part”指令。

ENDIFe.焊接指令ArcL\On, p1, v100,sm1, wd1, wv, fine,torch; Arcc, p2, p3,v100,sm2, wd3, wv2, z1,torch; ArcL\Off, p1, v100,sm3, wd3, wv, fine,torch;ArcL\On(Off)﹕焊接起弧(收弧)﹔sm﹕焊接起弧﹐收弧參數wd﹕焊接參數wv﹕擺弧參數完整的焊接程序舉例參考程序﹕MoveJ p0, v100, z10, torch;ArcL\On, p1, v10,sm1, wd1, wv, fine,torch; ArcL p2, v10,sm1, wd1, wv, z1,torch; ArcC p3, p4,v10,sm2, wd3, wv2, z1,torch; ArcL\Off, p5, v10,sm3, wd3, wv, fine,torch;MoveL p6, v100, z10, torch;四.點焊焊接機器人點焊機器人大體上都可以分為三大組成部分：1.機器人本體2.點焊焊接系統3.控制系統控制系統。

直角坐標簡易型有1~3自由度﹐焊件及點焊位置受到限製全關節型有5~6個自由度,能在可達到的工作區間內任意調整焊鉗姿態﹐適應多種形式結構的焊接分DC 伺服和AC 伺服兩種形式1.點焊機器人系統焊接控制器焊鉗(含阻焊變壓器)輔助部分分類及其組成按用途上可焊鉗分為:C 型用於垂直及近似於垂直傾斜位置的焊接X 型兩種﹐主要用於水平及近似於水平傾斜位置的點焊按阻焊變壓器與焊鉗的結構關系分為按阻焊變壓器與焊鉗的結構關系分為：：分離式內藏式一體式點焊機器人焊鉗a.應采用具有浮動加壓裝置的專用焊鉗，鉗重量要輕﹐可具有長﹑短兩種行程﹐以便於快速焊接及修整。

更換電極﹑跨越障礙等。

b.一體式焊鉗的重心應設計在固定法蘭盤的軸心線上。

c.焊接控制系統應能對焊接過程中的各種故障進行自診斷及自保護。

點焊機器人對焊接系統的要求在選用或引進點焊機器人時必須注意以下几點：a.必須使點焊機器人實際可達到的工作空間大於焊接所需的工作空間。

b.按工件形狀﹑種類﹑焊縫位置選用焊鉗。

c.應選內存容量大﹑示教功能全﹑控制精度高的點焊機器人。

3.點焊機器人的選擇MOTOMAN弧焊機器人參考程序﹕0000 NOP0001 MOVJ VJ=50.00 以最大速度的50%關節速度移至P0點0002 MOVL V=80 直線插補移至P1點0003 ARCON ASF#(1) 用引弧條件文件1進行起弧及焊接﹔0004 MOVL V=80 移至P2點圓弧差補起點﹔﹔0005 MOVC V=50 移至P2點﹐圓弧差補起點圓弧差補中間點﹔﹔0006 MOVC V=50 移至P3點﹐圓弧差補中間點0007 MOVC V=50 移至P4點﹐圓弧差補終點圓弧差補終點﹔﹔0008 MOVL V=80 移至P5點進行熄弧動作﹔﹔0009 ARCOF AEF#(1) 用熄弧條件文件1進行熄弧動作00010 MOVL V=80 移至P6點00011 MOVJ V=20.00 以最大速度的20%關節速度移至終點00012 END(1)引弧焊接文件號(1~24) 顯示焊接文件序號(2)引弧焊接電流(0~999A)(3)引弧焊接電壓(0~50V)焊接開始時﹐﹐(4)機器人暫停時間(0~10.00秒) 焊接開始時機器人停止不動的時間設定是否使用再再引弧(5)再引弧設定是否使用設定再再引弧的動作方式(6)動作方式設定(1)焊接電流A (0~999A)(2)焊接電壓V (0~50V)(3)焊接速度cm (1~600cm/分)熄弧熄弧焊接文件焊接文件(1)熄弧焊接文件號(1~12)(2)填弧坑條件1﹑填弧坑條件2﹑熄弧時的執行條件。

以填弧坑條件1﹑填弧條件2﹑的順序執行的順序執行。

(3)熄弧電流A(4)熄弧電壓V(5)機器人暫停時間(0~10.00秒)保持熄弧時的填弧坑條件狀態(機器人停止)時間。

(6)自動解除粘絲設定是否使用自動解除粘絲功能(7)監視時間(0~9.9秒)熄弧後熄弧後﹐﹐檢查有無粘絲的時間檢查有無粘絲的時間。

再引弧功能設定文件 再啟動功能設定文件自動解除粘絲功能設定再引弧功能設定文件1.次數(0~9次)再引弧處理的最大重復次數引弧處理的最大重復次數。

2.回絲時間(0~2.50秒) 再引弧時引弧時﹐﹐焊絲回縮的時間焊絲回縮的時間。

3.再引弧移動量(0~99.9mm) 以再引弧方式引弧方式再再引弧時引弧時﹐﹐機器人移動的距離的距離。

4.速度(1~600cm/分) 再引弧時引弧時﹐﹐機器人回到焊接起點的速度。

5.電流A(0~999A) 再引弧時引弧時﹐﹐機器人回到焊接起點的焊接電流輸出值輸出值。

6.電壓V(0~50V) 再引弧時引弧時﹐﹐機器人回到焊接起點的焊接電壓輸出值輸出值。

再啟動功能設定文件1)次數(0~9次) 在同一焊縫段進行再啟動處理的最大重復次數。

2)重疊量(0~99.9mm) 再啟動時﹐重合焊接的搭接長度。

3)速度(1~600cm/分) 再啟動過程中﹐返回時的速度。

4)電流A(0~999A)再啟動過程中﹐返回時的焊接電流輸出值。

5)電壓V(0~50V)再啟動過程中﹐返回時的焊接電壓輸出值。

防粘絲防粘絲功能功能熄弧時﹐有時會發生粘絲﹐即焊絲與工件粘在一起。

為了防止這種情況的發生﹐在焊接結束時﹐焊機會輸出瞬間相對高電壓以進行防粘絲處理。

防粘絲處理之後﹐進行粘絲檢查﹐如果發現處理不夠好的情況﹐則按設定的條件﹐進行自動解除防粘絲處理。

自動解除粘絲功能設定1)次數(0~9次)解除粘絲處理的最大重復次數解除粘絲處理的最大重復次數。