單元一 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的認(rèn)識(shí)

1、工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成主講教師：汪勵(lì)單元一 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的認(rèn)識(shí) 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電工作任務(wù)描述:通過工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站布置圖，認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站。學(xué)習(xí)目標(biāo):通過本任務(wù)學(xué)習(xí)，應(yīng)能：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程。 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站根據(jù)焊接對象性質(zhì)及焊接工藝要求，利用焊接機(jī)器人完成電弧焊接過程。工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站除了弧焊機(jī)器人外，還

2、包括焊接系統(tǒng)和變位機(jī)系統(tǒng)等各種焊接附屬裝置。知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 1 1焊接任務(wù)及工藝要求焊接任務(wù)及工藝要求 工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù)是將鋼管焊接在底板上，材料形狀如圖所示。 a）鋼管 b）底板焊接材料形狀工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 1 1焊接任務(wù)及工藝要求焊接任務(wù)及工藝要求 焊接工藝見表 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-母材間距

3、（mm）氣體流量（L/min）MAGER50-6/1.2直流正接1101502226354513161315焊接技術(shù)要求1) 焊前準(zhǔn)備：在坡口及坡口邊緣各20mm范圍內(nèi)，將油、污、銹、垢、氧化皮清除，直至呈現(xiàn)金屬光澤；2) 焊縫表面無裂紋、氣孔及咬邊等缺陷為合格；3) 焊縫余高：e11.5mm；工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 1 1焊接任務(wù)及工藝要求焊接任務(wù)及工藝要求 焊縫坡口尺寸及溶敷圖如圖所示。焊縫坡口尺寸及溶敷圖 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)

4、備知識(shí)準(zhǔn)備 2 2MAGMAG焊接方法焊接方法 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間的電弧作為熱源來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)高溫金屬免受周圍空氣的有害作用。 焊接時(shí)采用惰性氣體與氧化性氣體（活性氣體），如Ar+CO2、Ar+O2、Ar+CO2+O2等混合氣作為保護(hù)氣體，稱為熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊，簡稱為MAG焊。尤其適用于碳鋼、合金鋼和不銹鋼等黑色金屬材料的焊接。熔化極氣體保護(hù)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。工業(yè)機(jī)器人工作站系

5、統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電二、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的組成知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 機(jī)器人弧焊工作站由二套機(jī)器人焊接系統(tǒng)構(gòu)成，可以各自單獨(dú)焊接，也可協(xié)調(diào)焊接。整體布置如圖所示。 123機(jī)器人弧焊工作站整體布置圖1-變位機(jī) 2-機(jī)器人 3-焊槍清理裝置工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 一個(gè)完整的工業(yè)機(jī)器人弧焊系統(tǒng)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，如圖所示。 機(jī)器人弧焊系統(tǒng)圖 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 1 1弧焊機(jī)

6、器人弧焊機(jī)器人 弧焊機(jī)器人包括安川MA1400機(jī)器人本體、DX100控制柜以及示教器。安川MA1400機(jī)器人本體如圖所示。 安川MA1400為6軸弧焊專用機(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)部傳感器等組成。它的任務(wù)是精確地保證機(jī)械手末端執(zhí)行器（焊槍）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法蘭連接。安川MA1400機(jī)器人本體及焊槍 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 2 2弧焊焊接電源弧焊焊接電源 弧焊焊接電源是為電弧焊提供電源的設(shè)備。超低飛濺全數(shù)字化機(jī)器人專用焊接電源RD-350如圖所示。

7、RD350焊接電源1-吊環(huán)螺栓 2-前面板 3-上蓋板 4-右側(cè)蓋板 5-左側(cè)蓋板 6-端子蓋 7-操作面板 8-面板工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 2 2弧焊焊接電源弧焊焊接電源 RD350焊接電源的技術(shù)參數(shù)見表 RD350焊機(jī)技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目規(guī)格額定輸入電壓、相數(shù)AC 380V10%，三相額定頻率50/60HZ額定輸入18KVA輸出電流范圍30350A（根據(jù)焊絲粗細(xì)有所不同）額定使用率60%（以10分為周期）溶接法（焊接方法）C02短路焊接、MAG/MIG短路焊接、脈沖焊接適用母材普鋼、不銹鋼、鋁外形尺寸（寬深高）3

8、71645600機(jī)器人控制柜DX100通過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。工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 3 3焊槍焊槍 焊槍利用焊接電源的高電流、高電壓產(chǎn)生的熱量聚集在焊槍終端，融化焊絲，融化的焊絲滲透到需焊接的部位，冷卻后，被焊接的物體牢固的連接成一體 。 機(jī)器人MA1400安裝的焊槍型號(hào)為SRCT-308R，內(nèi)置防撞傳感器，外觀如圖所示。SRCT-308R焊槍 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備

9、知識(shí)準(zhǔn)備 3 3焊槍焊槍 SRCT-308R型焊槍的技術(shù)參數(shù)見表 SRCT-308R型焊槍技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位參數(shù)額定電流(CO2)A350額定電流(MAG)A300使用率%60適用焊絲直徑mm0.81. 2冷卻方式空冷電纜長度m0.85工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 4 4送絲機(jī)送絲機(jī)安裝在機(jī)器人的U軸上的送絲機(jī)是為焊槍自動(dòng)輸送焊絲的裝置。送絲機(jī)如圖所示。主要由送絲電機(jī)、壓緊機(jī)構(gòu)、送絲滾輪（主動(dòng)輪、從動(dòng)輪）等組成。送絲機(jī)1-送絲軟管（進(jìn)） 2-加壓控制柄 3-送絲電機(jī) 4-送絲滾輪 5-送絲軟管（出）工業(yè)機(jī)器人工作站系

10、統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 4 4送絲機(jī)送絲機(jī)送絲電機(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程中不會(huì)出現(xiàn)卡絲現(xiàn)象。工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 5 5焊絲盤架焊絲盤架 盤狀焊絲可裝在機(jī)器人S軸上，也可裝在地面上的焊絲盤架上。焊絲盤架用于焊絲盤的固定，如圖所示。焊絲從送絲套管中穿入，通過送絲機(jī)構(gòu)送入焊槍。 盤狀焊絲裝在機(jī)器人S軸上 盤狀焊絲裝在地面上的焊

11、絲盤架上焊絲盤的安裝1-盤架 2-送絲套管 3-焊絲 4-從動(dòng)軸工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 6 6焊接變位機(jī)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)如圖所示。 果采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)變位機(jī)翻轉(zhuǎn)，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。焊接變位機(jī)1-三相異步電機(jī) 2-焊接母材 3-焊接臺(tái) 4-母材側(cè)焊接動(dòng)力電纜（負(fù)極） 5-母材側(cè)電壓檢

12、出線工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 7 7保護(hù)氣氣瓶總成保護(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、流量計(jì)等部分組成。氣瓶中裝有80%C02+20%Ar的保護(hù)焊氣體。氣瓶總成1-流量表 2-壓力表 3-減壓機(jī)構(gòu) 4-氣瓶閥 5-加熱器電源線 6-40L氣瓶 7-PVC氣管 8-流量調(diào)整旋鈕工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 8 8焊槍清理裝置焊槍清理裝置 工業(yè)機(jī)器

13、人焊槍經(jīng)過焊接后，內(nèi)壁會(huì)積累大量的焊渣，影響焊接質(zhì)量，因此需要使用焊槍清理裝置定期清除；焊絲過短、過長或焊絲端頭成球型狀，也可以通過焊槍清理裝置進(jìn)行處理。 焊槍清理裝置主要包括剪絲、沾油、清渣以及噴嘴外表面的打磨裝置。剪絲裝置主要用于用焊絲進(jìn)行起始點(diǎn)檢出的場合，以保證焊絲的干伸出長度一定，提高檢出的精度；沾油是為了是噴嘴表面的飛濺易于清理；清渣是清除噴嘴內(nèi)表面的飛濺，以保證氣體的暢通；噴嘴外表面的打磨裝置主要是清除外表面的飛濺。工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 8 8焊槍清理裝置焊槍清理裝置 焊槍清理裝置如圖所示 剪絲

14、清洗裝置1-清渣頭 2-清碴電機(jī)開關(guān) 3-噴霧頭 4-剪絲氣缸開關(guān)5-剪絲氣缸 6-剪絲刀 7-剪絲收集盒 8-潤滑油瓶 9-電磁閥 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電一、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作任務(wù) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 8 8焊槍清理裝置焊槍清理裝置 通過剪絲清洗設(shè)備清洗過后的焊槍噴嘴對比如圖所示 a）清槍前 b）清槍后清槍前后的效果 工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電三、工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的工作過程知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 (1) 系統(tǒng)啟動(dòng)1) 機(jī)器人控制柜DX100主電源開關(guān)合閘，等待機(jī)器人啟動(dòng)完畢；2) 打開氣瓶、焊機(jī)電源、剪絲清洗設(shè)備電源；3)

15、在“示教模式”下選擇機(jī)器人焊接程序，然后將模式開關(guān)轉(zhuǎn)至“遠(yuǎn)程模式”；4) 若系統(tǒng)沒有報(bào)警，啟動(dòng)完畢。(2) 生產(chǎn)準(zhǔn)備1) 選擇要焊接的產(chǎn)品；2) 將產(chǎn)品安裝在焊接臺(tái)上；(3) 開始生產(chǎn)按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)器人開始按照預(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，開始下一個(gè)循環(huán)。工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成常州機(jī)電任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施。項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站系統(tǒng)集成 任務(wù)名稱任務(wù)名稱工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的認(rèn)識(shí)班班 級(jí)級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 組 別 任務(wù)內(nèi)容任務(wù)內(nèi)容 根據(jù)圖2-14工業(yè)機(jī)器人弧焊工作站的配置圖，請指出各設(shè)備的名稱及功能，并找出真實(shí)