机器人弧焊系统构建培训

SGMSGM机器人弧焊系统构建面向用户培训首钢莫托曼机器人有限公司李永刚2009-4-28ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM2例：SR350焊接系统NX100XEW02焊接保护气气瓶加热插头焊接电源供电焊接保护气管焊机SR350（前面）焊机SR350（后面）碰撞传感器焊枪把持器回水流量检测开关焊机一次侧电缆焊机功率电缆“+”机器人电缆2BC机器人电缆1BC焊接指令电缆（I/F电缆）焊机功率电缆“-”气体调节器(加热/不加热)2BC1BC3BCAA向工件送丝电机/保护气控制电缆送丝电机编码器电缆焊枪电缆焊枪枪颈碰撞传感器电缆16101481271151615491323U臂上的3BC插座焊丝盘架(本体安装型)焊丝盘架(地面安装型)桶状焊丝冷却水箱焊丝引出帽安全栏送丝管联接接头送丝管送丝管送丝管2送丝管1送丝机构送丝机构控制端子台(焊丝的提供方式有盘状焊丝和桶状焊丝，盘状焊丝盘架有机器人本体安装型和地面安装型两种，一定要在系统集成时选择合适的方式。3BC电缆(U臂侧）3BC电缆(机器人基座侧）（用于水冷焊枪使用的场合）ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM3模块化系统集成理念系统配套设备•贯彻机电一体化的基本指导思想，在系统配备时考虑机械接口、电气控制接口；•按照接口，找出相关联的设备；•功能性验证。机械接口电气控制接口安装位置安装高度接口形式（快速联接、端子台等）相关的电气控制设备及I/O分配电气控制电缆的设计功能性验证ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM4机器人弧焊系统主要模块工业机器人功能设备辅助变位设备工装夹具电气控制设备系统安全及底座工业机器人是焊枪或作业工具的载体，实现弧焊作业时所需要的焊接位置、焊接姿态、焊接轨迹。功能设备是指各种焊接电源及焊接电源相关的所有配套设备，是体现系统功能的设备。辅助变位设备是指为了实现焊接所要求的最佳焊枪姿态和焊枪位置，对机器人或夹具进行变位的设备。工装夹具是实现工件定位的关键设备。电气控制设备是系统运行的控制中心，是系统正常运行的保障。系统安全及底座是指安全栏、弧光防护、设备安全及人员安全的保障设备互相联系成一个有机的整体，才可以称之为完整的工作系统，任何片面的、独立地去考虑都可能导致系统集成的失误。ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM5工业机器人的选择•工件：工件的尺寸、焊缝的位置；•焊接方法决定的焊枪对机器人的选型有要求，焊枪的重量、安装形式等；•机器人的功能：握持焊枪或握持工件•用户的喜好。决定因素决定因素MA1400/MA1900MA1400/MA1900MH6/HP20DMH6/HP20D小型机：握持焊枪大型机：握持工件MH50MH50VA1400（7轴）VA1400（7轴）HP165DHP165DES165D/200DES165D/200DShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM6Fronius(福尼斯)Fronius(福尼斯)功能设备的配备•工件对焊接工艺要求：MAG/MIG/CO2，脉冲焊/短路焊；•焊接电流的大小决定焊接电源的功率；•用户的喜好：生产厂家、电源规格等。熔化极焊接电源的选择熔化极焊接电源的选择TS/TPS3200TS/TPS3200TS/TPS4000TS/TPS4000TS/TPS5000TS/TPS5000MOTOWELDMOTOWELDEL350IIEL350IISR350SR350EH500EH500KEMPPI(肯倍)KEMPPI(肯倍)KemparcSYN300KemparcSYN300KemparcSYN400KemparcSYN400KemparcSYN500KemparcSYN500常配的熔化极焊接电源ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM7功能设备的配备•工件：材质（碳钢/不锈钢/铝材）、焊缝接口形式；•有无填丝要求，通常与焊缝接口形式有关；•焊接方法：TIG/等离子，脉冲焊/直流焊/交流焊；•焊接电流的大小决定焊接电源的功率；•用户的喜好：生产厂家、电源规格等。非熔化极焊接电源的选择非熔化极焊接电源的选择KEMPPI(肯倍)KEMPPI(肯倍)MastertigMLS4000MastertigMLS4000Fronius(福尼斯)Fronius(福尼斯)MW2600/4000MW2600/4000TT3000/4000TT3000/4000交直流TIG电源（所有材质）直流TIG电源（钢材）直流TIG电源（钢材）常配的TIG焊接电源填丝焊接断续送丝连续送丝ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM8功能设备的配备•焊枪的种类：焊枪及焊枪电缆的选择焊枪及焊枪电缆的选择空冷焊枪水冷焊枪较小电流适用——较大电流适用——适合EA弧焊专用机器人的焊枪适合通用机器人的焊枪TIG焊枪等离子焊枪日本TOKIN公司（安川标配）德国BINZEL公司德国TBI奥地利福尼斯（Fronius)加拿大特雷克斯公司常配的焊枪厂家：•焊枪电缆：¾电缆的长度：根据机器人而定；¾电缆与送丝机构的接头规格要匹配，不匹配时加装转换接头。通常接头规格有以下几种：松下/欧式/Fronius配备水冷焊枪、TIG焊枪及等离子焊枪时，须配备冷水箱ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM9功能设备的配备•EA机器人：焊枪的安装方式焊枪的安装方式——碰撞传感器——焊枪安装过渡法兰（带绝缘）——焊枪枪颈——机器人T轴•HP通用型机器人：——碰撞传感器——焊枪安装过渡法兰——焊枪枪颈——机器人T轴——焊枪把持器绝缘套ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM10功能设备的配备送丝机构安装及电缆固定送丝机构安装及电缆固定ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM11功能设备的配备•盘状焊丝，装在机器人S轴上焊丝的输送方式焊丝的输送方式•盘状焊丝，装在地面上的焊丝盘架上•桶状焊丝，地面码放，工作间外布置桶状焊丝焊丝引出帽安全栏送丝管1过渡接头ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM12功能设备的配备•清枪装置焊接辅助设备焊接辅助设备•喷硅油装置1.枪管示教到位；2.夹紧焊枪喷嘴；3.绞刀上升并旋转，开始清枪；4.延时T（S）；5.绞刀下降，松开焊枪喷嘴。德国BINZEL公司德国TBI加拿大特雷克斯公司通常供货厂家•剪丝装置TBIBINZEL特雷克斯ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM13辅助变位设备的配备变位机变位机行走机构行走机构单轴双轴水平三轴垂直三轴ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM14系统焊接节拍计算焊缝条数(每起弧/熄弧1次为1条焊缝)：(条)所有焊缝的长度（cm）：（cm）焊接速度(请向焊接工程师咨询)：60（cm/min）焊缝间跳转时姿态变化程度指标(K值)：K=衡量焊接起熄弧时间的一个指标(T0值)：T0=变位机变位时间（含所有轴）：T1=清枪剪丝喷硅油时间（按每件完成1次）：T2=注：K值：K=1.1～1.5，通常情况下取1.2，焊枪姿态变换越大，K值越大；T0值：起弧及熄弧1次所需要的时间，通常取T0=0.7,对于厚板，可取T0=1～2SGMSGM焊接机器人相关功能ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM16MOTOMAN弧焊机器人技术特点1.弧焊机器人通过专用的弧焊基板XEW与所配套的焊接电源进行通讯，有2路模拟量通道实现电流及电压参数的实时传输，这样，就可以方便地实现焊接过程中的焊接电流和电压的更改；2.弧焊机器人有专门的《焊机特性文件》设定焊接电流/电压值与焊接电流/焊接电压指令值之间的对应关系，操作者可以直观地设定使用的焊接电流（A）/电压（V）值。3.弧焊机器人可以提供48个《引弧条件文件》、12个《熄弧条件文件》可以对每条焊缝分别设定不同引弧和熄弧条件。4.MOTOMAN弧焊机器人具有“弧焊管理功能”，可以对导电嘴的更换及清枪等机器人的焊接辅助工作进行管理。5.MOTOMAN弧焊机器人的示教盒具有焊接专用操作键（如右图示），在输入焊接指令、送丝、退丝等操作时非常方便。6.在再现模式下，可以在焊接进行的同时实现焊接电流/焊接电压的调节，这样，可以大大缩短焊接规范的调整时间。78引弧9送丝45熄弧6退丝1定时器23电流电压0参考点·－电流电压电流/电压的实时调节键ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM17机器人标准弧焊功能再引弧功能再引弧功能1.在工件引弧点处有铁锈、油污、氧化皮等杂物时，可能会导致引弧失败。通常，如果引弧失败，机器人会发出“引弧失败”的信息，并报警停机。当机器人应用于生产线时，如果引弧失败，便有可能导致整个生产线的停机。为此，可利用再引弧功能来有效地防止这种情况的发生。2.再引弧实现的步骤如下图所示。与再引弧功能相关的最大引弧次数、退丝时间、平移量以及焊接速度、电流、电压等参数均可在焊接辅助条件文件中设定。①引弧点引弧失败。②从引弧失败点处移开一点，进行再引弧。（引弧电流、电压、速度等再引弧条件预先在引弧条件文件中设定。）③引弧成功，返回引弧点，之后继续以正常焊接条件进行焊接作业。ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM18机器人标准弧焊功能再启动功能再启动功能1.因为工件缺陷或其它偶然因素，有可能出现焊接中途断弧的现象，并导致机器人报警停机。如果利用再启动功能可有效地防止这种情况的发生。2.利用再启动功能后，按照在《焊接辅助条件文件》中指定的方式继续动作。断弧后的再启动方法有以下三种，如下图所示。①不再引弧，但输出异常信号，显示“断弧再启动处理中”的信息，机器人继续动作，走完焊接区段后，显示“断弧再启动处理执行完毕”的信息，之后继续进行正常的焊接作业。②引弧后，以指定的搭接量返回一段，之后以正常焊接条件继续动作。③如果断弧是由机器人不可克服的因素导致的，则停机后必须由操作者手工介入。手工介入解决问题后，使机器人回到停机位置，然后按“启动”按钮，使其以预先设定的搭接量返回，之后再进行引弧、焊接等作业。ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM19机器人标准弧焊功能自动解除粘丝功能自动解除粘丝功能1.对于大多数的自动焊机来说，都具有防粘丝功能。即：在熄弧时，焊机会输出一个瞬间相对高电压以进行粘丝解除。尽管如此，在焊接生产中仍会出现粘丝的现象，这就需要利用机器人的自动解除粘丝功能。自动解除粘丝功能也是利用一个瞬间相对高电压以使焊丝粘连部位爆断。至于自动解除粘丝的次数、电流、电压、时间等参数均可在焊接辅助条件文件中设定。2.自动解除粘丝功能的实现步骤如下图所示：①焊丝与工件粘在一起，发生粘丝。②瞬间的相对高电压进行粘丝解除。③经过焊机自身的粘丝解除处理后，粘丝仍未能解除，则利用机器人的自动解除粘丝功能。焊丝与工件粘在一起。瞬间的高电压进行解除粘丝处理。ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM20机器人标准弧焊功能焊接规范参数渐变功能焊接规范参数渐变功能•为了适应铝材、薄板以及其它特殊材料的焊接，MOTOMAN机器人还具有焊接规范参数渐变功能，即在某一区段内将电流/电压由某一数值渐变至另一数值。示意说明如图所示。电流(电压)引弧abcdea:以引弧条件文件中设定的规范参数引弧。b:焊接电流（电压）由小渐变大。c:以恒定的规范参数焊接。d:焊接电流（电压）由大渐变小。e:以熄弧条件文件中设定的规范参数熄弧。ShougangMotomanRobotCo.,Ltd.SGMSGM21机器人标准弧焊功能摆焊功能摆焊功能1.摆焊功能的利用提高了焊接生产效率，改善了焊缝表面质量。摆焊条件可在《摆焊条件文件》中设定，例如：形态、频率、摆幅以及