T-01-O-F-任務(wù)一工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的認(rèn)識(shí)

1、項(xiàng)目三 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的系統(tǒng)集成項(xiàng)目三 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站系統(tǒng)集成焊接機(jī)器人是從事焊接的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）工業(yè)機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義，工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)（Manipulator），具有三個(gè)或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，機(jī)器人最后一個(gè)軸的機(jī)械接口，通常是一個(gè)連接法蘭，可接裝不同工具或稱(chēng)末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊（割）槍的，使之能進(jìn)行焊接，切割或熱噴涂。焊接機(jī)器人的主要優(yōu)點(diǎn)如下:1）易于實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高，保證其均一性。2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。3）降低對(duì)工人操

2、作技術(shù)難度的要求。4）縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資。5）可實(shí)現(xiàn)批量產(chǎn)品焊接自動(dòng)化。6）為焊接柔性生產(chǎn)線(xiàn)提供技術(shù)基礎(chǔ) ?；『笝C(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣，除汽車(chē)行業(yè)之外, 在通用機(jī)械、 金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。最常用的范圍是結(jié)構(gòu)鋼和鉻鎳鋼的熔化極活性氣體保護(hù)焊 ( CO2焊、 MAG 焊)、鋁及特殊合金熔化極惰性氣體保護(hù)焊 (MIC焊)、鉻鎳鋼和鋁的惰性氣體保護(hù)焊以及埋弧焊等?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：了解工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的組成。掌握弧焊機(jī)器人接口技術(shù)。掌握弧焊電源的基本應(yīng)用。技能目標(biāo)：能夠正確選用弧焊機(jī)器人。能夠正確選用弧焊電源。能夠構(gòu)建弧焊機(jī)器人工作站。工作任務(wù)任務(wù)一

3、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的認(rèn)識(shí)。任務(wù)二 弧焊機(jī)器人的選型。任務(wù)三 弧焊工作站焊接系統(tǒng)設(shè)計(jì)。任務(wù)一 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站根據(jù)對(duì)象性質(zhì)及焊接工藝要求，利用焊接機(jī)器人完成電弧焊接過(guò)程。工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站除了焊接機(jī)器人外，還包括焊接系統(tǒng)和變位機(jī)系統(tǒng)等各種焊接附屬裝置?！局R(shí)準(zhǔn)備】一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù)3. 焊接任務(wù)及工藝要求工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù)是將連接板焊接到在底板上，如圖3-1所示。圖3-1 焊接形狀焊接工藝見(jiàn)表3-1。表3-1. 焊接工藝焊接工藝參數(shù)焊接方法焊材/規(guī)格電源極性焊接電流/A焊接電壓/v焊接速度/(cm/min)導(dǎo)電嘴與母材間距/mm氣體流

4、量/(L/min)MAG500*250直流正接110-15022-2635-4510-1510-15焊縫坡口尺寸如圖3-2所示圖3-2 焊縫坡口4. MAG焊接方法 熔化極電弧焊 (GMAW) 是采用連續(xù)等速送進(jìn)可熔化的焊絲與被焊工件之問(wèn)的電弧作為熱源來(lái)熔化焊絲和母材金屬, 形成熔池和焊縫的焊接方法。為了得到良好的焊縫，利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)熔滴、 熔池金屬及焊接區(qū)高溫金屬免受周?chē)諝獾挠泻ψ饔?。焊接時(shí)采用惰性氣體與氧化性氣體(活性氣體)，如Ar+ C02、 Ar+02、Ar+ C02 +02等混合氣作為保護(hù)氣體， 稱(chēng)為熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱(chēng)為MAG焊，尤其適用于碳鋼，合金鋼和

5、不銹鋼等黑色金屬材料的焊接。熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊熔敷速度快、生產(chǎn)效率高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而在焊接生產(chǎn)中得到日益廣泛的應(yīng)用。二、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的組成工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站由機(jī)器人系統(tǒng)、 焊槍、 焊接電源、 送絲裝置、 焊接變位機(jī)等組成，如圖3-3所示。圖3-3 工業(yè)機(jī)器人焊接工作站組成圖1. 弧焊機(jī)器人弧焊機(jī)器人包括FANUC R-0iA機(jī)器人本體、R-30iA Mate 控制柜以及示教器。FANUC R-0iA機(jī)器人圖3-4所示。圖3-4 FANUC R-0iA機(jī)器人本體及焊槍FANUC R-0iA機(jī)器人為6軸弧焊專(zhuān)用機(jī)器人，由驅(qū)動(dòng)器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手臂、關(guān)節(jié)以及內(nèi)部傳感器組成，可以精

6、確地保證機(jī)械手末端執(zhí)行器所要求的位置、姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡。焊槍與機(jī)器人手臂可直接通過(guò)法蘭連接。 2. 弧焊焊接電源 弧焊焊接電源是為電弧焊提供電源的設(shè)備。Lincoln Invertec® CV350-R焊接電源如圖3-6所示。圖3-5 RD350焊接電源Lincoln Invertec® CV350-R焊接電源的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-2 。表3-2. Lincoln Invertec® CV350-R焊接電源的技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目規(guī)格額定輸出電壓、相數(shù)AC380 V 三相額定頻率50 Hz額定輸出功率18 kVA輸出電流范圍60-350A, 350A/60%通訊方式ArcLink

7、焊接波型CV熔接法（焊接方法）CO2短路焊接、MAG/MIG短路焊接、脈沖焊接適用母材碳鋼、不銹鋼、鋁機(jī)器人控制柜R-30iA Mate通過(guò)焊接指令電纜向焊接電源發(fā)出控制指令，如焊接參數(shù)（焊接電壓、焊接電流）、起弧、息弧等。3. 焊槍焊槍將焊接電源的大電流產(chǎn)生的熱量聚集在焊槍的終端來(lái)熔化焊絲，熔化的焊絲滲透到需焊接的部位，冷卻后，被焊接的物體牢固地連接成一體。FANUC R-0iA機(jī)器人安裝的焊槍型號(hào)為SRCT-308R，內(nèi)置防撞傳感器，外觀(guān)如圖3-7所示。圖3-6 焊槍SRCT-308R 型焊槍的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-3。表3-3. SRCT-308R 型焊槍的技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)額定電流（CO2）3

8、50A額定電流（MAG）300A使用率60%適用焊絲直徑冷卻方式空冷電纜長(zhǎng)度5m4. 送絲機(jī)送絲機(jī)是在微電腦控制下，可以根據(jù)設(shè)定的參數(shù)連續(xù)穩(wěn)定的送出焊絲的自動(dòng)化送絲裝置。送絲機(jī)如圖3-7所示，主要由送絲電動(dòng)機(jī)、壓緊機(jī)構(gòu)、送絲滾輪（主動(dòng)輪、從動(dòng)輪）等組成。圖3-7 送絲機(jī)送絲電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，為送絲提供動(dòng)力，從動(dòng)輪將焊絲壓入送絲輪上的送絲槽，增大焊絲與送絲輪的摩擦，將焊絲修整平直，平穩(wěn)送出，使進(jìn)入焊槍的焊絲在焊接過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)卡絲現(xiàn)象。5. 焊接變位機(jī)焊接變位機(jī)承載工件及焊接所需工裝，主要作用是實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中將工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)變位，以便獲得最佳的焊接位置，可縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善焊接

9、質(zhì)量，是機(jī)器人焊接作業(yè)不可缺少的周邊設(shè)備。焊接變位機(jī)如圖3-8所示。圖3-8 焊接變位機(jī)如果采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變位機(jī)翻轉(zhuǎn)，焊接變位機(jī)可作為機(jī)器人的外部軸，與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，達(dá)到同步運(yùn)行的目的。6. 焊絲盤(pán)架盤(pán)狀焊絲可裝在機(jī)器人S軸上，也可裝在地面上的焊絲盤(pán)架上。焊絲盤(pán)架用于焊絲盤(pán)的固定，如圖3-9所示。焊絲從送絲套管中穿入，通過(guò)送絲機(jī)構(gòu)送入焊槍。圖3-9 焊絲盤(pán)7. 保護(hù)氣氣瓶總成氣瓶總成由氣瓶、減壓器、PVC氣管等組成，如圖3 -11所示。氣瓶出口處安裝了減壓器，減壓器由減壓機(jī)構(gòu)、加熱器、壓力表和流量計(jì)等部分組成。氣瓶中裝有80%CO2+20%Ar的保護(hù)焊氣體。圖3-10 焊接氣瓶三、工業(yè)機(jī)

10、器人弧焊工作站的工作過(guò)程（1）系統(tǒng)啟動(dòng)1）機(jī)器人控制柜R-30iA Mate主電源開(kāi)關(guān)合閘，等待機(jī)器人啟動(dòng)完畢。2）大開(kāi)氣瓶、焊接電源、焊槍清理裝置電源。3）在“示教模式”下選擇機(jī)器人焊接程序，然后將模式開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至“遠(yuǎn)程模式”。4）若系統(tǒng)沒(méi)有報(bào)警，啟動(dòng)完畢。（2）生產(chǎn)準(zhǔn)備1）選擇要焊接的工件。2）將工件安裝在焊接臺(tái)上。（3）開(kāi)始生產(chǎn)按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)器人開(kāi)始按照預(yù)先編制的程序與設(shè)置的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接作業(yè)。當(dāng)機(jī)器人焊接完畢回到作業(yè)原點(diǎn)后，更換母材，開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)書(shū) 3-1項(xiàng)目名稱(chēng)工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站系統(tǒng)集成任務(wù)名稱(chēng)工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的認(rèn)識(shí)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)組別任務(wù)內(nèi)容根據(jù)圖3-11 所示工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的配置圖，請(qǐng)指出設(shè)備的名稱(chēng)及功能，并找出真實(shí)工作站對(duì)應(yīng)的設(shè)備。圖3-11 工業(yè)機(jī)器人的弧焊工作站的配置圖任務(wù)目標(biāo)1.了解工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的組成與特點(diǎn)。2.熟悉工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站外圍系統(tǒng)的作用。3.熟悉工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作過(guò)程。資料工具設(shè)備工業(yè)機(jī)器人安全操作規(guī)程常用工具工業(yè)機(jī)器人弧焊工作