項(xiàng)目五 工業(yè)機(jī)器人選型與典型應(yīng)用

1、項(xiàng)目五 工業(yè)機(jī)器人選型與典型應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握工業(yè)機(jī)器人選型的原則和方法；2.了解常用知名品牌工業(yè)機(jī)器人特點(diǎn)和常用型號；3.熟悉焊接機(jī)器人系統(tǒng)的組成和編程要點(diǎn)；4.熟悉噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的組成和編程要點(diǎn)；5.熟悉機(jī)床上下料機(jī)器人系統(tǒng)的組成和編程要點(diǎn)。6.熟悉碼垛、搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)的組成與應(yīng)用。7.了解機(jī)加工機(jī)器人的基本知識。知識鏈接一、工業(yè)機(jī)器人選型的原則和方法工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的生產(chǎn)。選用機(jī)器人應(yīng)滿足適用、可靠、便于操作和維修維護(hù)及經(jīng)濟(jì)性的基本要求。具體的選型原則和方法如下：1、工藝適應(yīng)性原則 工藝適應(yīng)性原則主要指所選用的工業(yè)機(jī)器人功能必須適應(yīng)生產(chǎn)的工藝需求。焊接、噴涂、鑄造、鍛造、沖壓

2、、車削、銑削、碼垛、搬運(yùn)等生產(chǎn)其工藝不同，對機(jī)器人的動作類型、承載能力、運(yùn)動范圍和速度、機(jī)器人重復(fù)精度等要求也不同。2、可靠性原則機(jī)器人的可靠性是工業(yè)機(jī)器人用戶特別關(guān)心的焦點(diǎn)問題，因此在選用工業(yè)機(jī)器人時(shí)必須認(rèn)真對待。是否經(jīng)過可靠性試驗(yàn)，其無故障時(shí)間是否有說明。3、優(yōu)化配置原則工業(yè)機(jī)器人的配置既要滿足生產(chǎn)活動的功能要求，又要保證質(zhì)量穩(wěn)定可靠，還要做到經(jīng)濟(jì)合理。關(guān)鍵部件的來源，首先重點(diǎn)考察減速器、伺服系統(tǒng)、控制器的品牌及其質(zhì)量等級，其次是機(jī)械結(jié)構(gòu)是否經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)是否合理，是否有足夠的剛性和穩(wěn)定性，是否選用了優(yōu)質(zhì)材料和有效的工藝處理，以保證其穩(wěn)定性。應(yīng)考察機(jī)器人生產(chǎn)廠家各種關(guān)鍵配套產(chǎn)品的配置清

3、單及生產(chǎn)廠家，防止機(jī)器人生產(chǎn)廠家以次充好，影響整機(jī)質(zhì)量。4、容易操作原則工業(yè)機(jī)器人的操作、示教和編程，應(yīng)該簡單易學(xué)。所有機(jī)器人選型時(shí)重點(diǎn)考察其基本操作是否繁瑣，示教是否容易，編程系統(tǒng)是否接近高級語言等。5、質(zhì)量保證原則選用工業(yè)機(jī)器人時(shí)，不但要考核工業(yè)機(jī)器人本身的質(zhì)量，還要考核工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量保證體系的完善性和可信性?？己斯I(yè)機(jī)器人整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)是否通過ISO有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。因?yàn)?，是否通過ISO有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，對于企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量保證的差別是很大的。通過認(rèn)證，在質(zhì)量管理和質(zhì)量保證物質(zhì)條件上都會全面得到保證。6、維修備件供應(yīng)原則對于進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人來講，用戶經(jīng)常遇到維修備件供應(yīng)難的問題。要么是供應(yīng)

4、渠道不暢，供應(yīng)時(shí)間周期長，要么是原來的備件已淘汰，廠家專門做此種備件價(jià)格十分昂貴，要么就是無法弄到。選型時(shí)要考慮供應(yīng)商的維修備件供應(yīng)難易程度。7、維修服務(wù)體系完善原則在選擇工業(yè)機(jī)器人時(shí)，一定要考核工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)及其配套產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的售前和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是否健全，服務(wù)隊(duì)伍的素質(zhì)是否能勝任工作，服務(wù)能否及時(shí)，是否能履行承諾。這一點(diǎn)非常重要，不容忽視，應(yīng)該在合同條款中加以明確，并規(guī)定索賠事項(xiàng)。對于在中國沒有維修服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，或者雖然有維修網(wǎng)點(diǎn)，但開同虛設(shè)不起作用的企業(yè)，原則上是不能選用的。8、市場占有率原則 市場占有率高的工業(yè)機(jī)器人，說明是旺銷產(chǎn)品，已受到多數(shù)用戶的青睞和肯定，一般不會有太多質(zhì)量低劣的

5、情況。市場占有率高的旺銷機(jī)器人一般是批量產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和工藝基本上是經(jīng)過多次修改和考驗(yàn)的，應(yīng)該是比較成熟的產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該能得到保證。9、避免風(fēng)險(xiǎn)原則避免技術(shù)性風(fēng)險(xiǎn)。對一技術(shù)復(fù)雜而昂貴的工業(yè)機(jī)器人，選用時(shí)應(yīng)采取交鑰匙工程的方法簽署技術(shù)合同和商務(wù)合同。要求訂貨前做工藝設(shè)計(jì)、動態(tài)模擬仿真或?qū)嵉夭僮餮菔緦?shí)驗(yàn)，訂貨時(shí)要求供應(yīng)商提供全套專用附件，到貨后要求負(fù)責(zé)安裝調(diào)試，要求負(fù)責(zé)操作人員的編程、操作和維護(hù)的培訓(xùn)。供應(yīng)商敢不敢承擔(dān)這樣的交鑰匙合同，也是對他們實(shí)力的嚴(yán)峻考驗(yàn)。避免資信風(fēng)險(xiǎn)。在商品經(jīng)濟(jì)的大潮中，騙局和陷阱還是存在的，一不小心就會陷進(jìn)去，結(jié)果無法向領(lǐng)導(dǎo)和職工交代。為了避免這種風(fēng)險(xiǎn)，要對供應(yīng)商進(jìn)

6、行實(shí)地考察。除了對產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量考察外，還要通過銀行或可信的渠道考察其資信情況。供應(yīng)商的負(fù)債率最好不超過70%，負(fù)債率過高隨時(shí)都有破產(chǎn)的危險(xiǎn)。 除了考察供應(yīng)商的負(fù)債率和生產(chǎn)形勢外，還要考察供應(yīng)商的流動資金狀況。流動資金十分困難的企業(yè)，你向他們訂了貨，交了預(yù)付款，但他們把預(yù)付款挪作他用，因此造成無法交貨或交貨嚴(yán)重拖期，損失的還是用戶?；蚪回泧?yán)重拖期，損失的還是用戶。10、環(huán)保安全原則工業(yè)機(jī)器人也有漏油、漏水、漏氣的現(xiàn)象，這會污染環(huán)境和造成浪費(fèi)，應(yīng)該堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格要求，對于工藝過程材料，如果含有對人身有害的物質(zhì)，則不應(yīng)該超標(biāo)。目前，我國已開始對企業(yè)進(jìn)行環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，通過此項(xiàng)認(rèn)證的企業(yè)，也應(yīng)

7、該成為我們訂貨時(shí)優(yōu)先選擇的企業(yè)。工業(yè)機(jī)器人配套的電氣產(chǎn)品往往都有安全要求，這些產(chǎn)品要達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，最好能通過安全認(rèn)證。11、科學(xué)驗(yàn)收原則常常發(fā)現(xiàn)一些企業(yè)，可以以昂貴的代價(jià)購買工業(yè)機(jī)器人，而不肯花錢請權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行品質(zhì)驗(yàn)收。有的外商就抓住了這個(gè)弱點(diǎn)，或者以次充好，或者發(fā)出他們的不合格品給中國的用戶，而中國用戶又沒經(jīng)過權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)格的驗(yàn)收，讓他們蒙混過關(guān)，當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)時(shí)也過了索賠期，結(jié)果是啞巴吃黃連，有苦說不出。12、性能價(jià)格比原則工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格主要取決于技術(shù)水平的先進(jìn)性，質(zhì)量和精度的好壞，配置的高低以及質(zhì)量保證費(fèi)用等。對工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格必須進(jìn)行綜合考慮，不要一味追求低價(jià)格。但也要防止價(jià)格上的

8、欺騙，只要認(rèn)真地比產(chǎn)品水平、比質(zhì)量、比配置、比功能、比運(yùn)行費(fèi)用，最后再比價(jià)格，是可以買到性能價(jià)格比合理的工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的。二、ABB工業(yè)機(jī)器人簡介1974年發(fā)明世界第一臺全電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人；2001年成為全球首家機(jī)器人銷量突破10萬臺的制造商；2007年底全球機(jī)器人銷量達(dá)到16萬臺；3%的收入投入研發(fā)。1994年在上海成立上海ABB工程有限公司。1、ABB工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)：（1）速度快。QuickMoveTM 動態(tài)自優(yōu)化運(yùn)動控制技術(shù)令各軸總是以最大加速度運(yùn)動，生產(chǎn)節(jié)拍比一般機(jī)器人快 25%。運(yùn)動控制功能好。加速度不隨載荷和臂長而變化。（2）機(jī)械結(jié)構(gòu)合理。平均無故障運(yùn)行時(shí)間大于8萬小時(shí)，模塊化結(jié)構(gòu)

9、，緊湊合理，維護(hù)維修方便，電機(jī)功率小，能耗比一般機(jī)器人低30%。（3）安全保護(hù)性能好。具有基于Load Identification 技術(shù)的智能防碰撞功能，碰撞時(shí)將碰撞力降低到 30%，機(jī)器人自動延路徑回縮，釋放壓力，對工具和周邊設(shè)備的破壞降到最小，意外碰撞后可快速回復(fù)，碰撞檢測靈敏度可以調(diào)整。（4）全彩色觸摸屏示教器，三方向操作搖桿（5）控制軟件系統(tǒng)先進(jìn)。1）控制柜附帶USB接口及網(wǎng)線接口，程序文件可自由存儲、加載。2）機(jī)器人程序?yàn)槲谋靖袷剑奖阍陔娔X上編輯。3）軌跡轉(zhuǎn)角處運(yùn)動速度恒定。4）控制系統(tǒng)屏蔽性能優(yōu)異，不受高頻信號干擾。5）隨機(jī)附帶Robot Studio軟件，可進(jìn)行3D運(yùn)行模擬及

10、聯(lián)機(jī)功能（復(fù)制文件、編寫程序、設(shè)置系統(tǒng)、觀察I/O狀態(tài)、備份及恢復(fù)系統(tǒng)等多種操作）。6）與外部設(shè)備連接支持DeviceNet、ProfiBus、InterBus等多種通用工業(yè)總線接口。也可通過標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出接口實(shí)現(xiàn)與各種品牌焊接電源、切割電源、PLC等的通訊。7）可自由設(shè)定起弧、加熱、焊接、收弧段的電流、電壓、速度、擺動等參數(shù)?？勺孕性O(shè)置實(shí)現(xiàn)雙絲焊接的參數(shù)控制。8）提供擺焊設(shè)置功能，自由設(shè)定擺幅、頻率、擺高、擺動角度等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)偏心擺動等各種復(fù)雜擺動軌跡。9）配合SmarTAC及AWC功能可實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜焊縫的初始定位，及焊接過程中的路徑自動修正。2、ABB工業(yè)機(jī)器人常用型號（1）IRB 1410

11、IRB 1410 在弧焊、物料搬運(yùn)和過程應(yīng)用領(lǐng)域歷經(jīng)考驗(yàn)，自1992年以來的全球安裝數(shù)量已超過14000 臺。IRB 1410性能卓越、經(jīng)濟(jì)效益顯著，資金回收周期短?？煽啃?IRB 1410以其堅(jiān)固可靠的結(jié)構(gòu)而著稱，而由此帶來的其他優(yōu)勢是噪音水平低、例行維護(hù)間隔時(shí)間長、使用壽命長。準(zhǔn)確性卓越的控制水平和循徑精度(+ 0.05 mm) 確保了出色的工作質(zhì)量。該機(jī)器人工作范圍大、到達(dá)距離長 (最長 1.44 m)。承重能力為 5 kg，上臂可承受18 kg的附加載荷。這在同類機(jī)器人中絕無僅有?？焖倥鋫淇焖倬_的IRC5 控制器有效縮短了工作周期。1）主要技術(shù)參數(shù)到達(dá)距離1.44m重復(fù)定位精度0.0

12、5mm6軸承重5Kg1軸工作范圍1701軸負(fù)載19Kg(如送絲盤)3軸負(fù)載18Kg(如送絲機(jī))重量225Kg2）選型注意無法倒掛使用不能同時(shí)與一個(gè)以上外部軸協(xié)調(diào)3）主要應(yīng)用于弧 焊、上 膠、注 塑、包 裝、機(jī)械管理、物料搬運(yùn)。（2）IRB1600 IRB 1600是一種通用的高性能機(jī)器人，共有4種版本。由于有效載荷較大，IRB 1600機(jī)器人在市場上所有同級別機(jī)器人中結(jié)構(gòu)最牢固、動力最強(qiáng)勁。除此之外，IRB1600機(jī)器人還非常適合在許多應(yīng)用領(lǐng)域執(zhí)行靈活性強(qiáng)且極具成本效益的操作任務(wù)。可靠性強(qiáng)正常運(yùn)行時(shí)間長該機(jī)器人集成熟技術(shù)和經(jīng)嚴(yán)格測試的創(chuàng)新技術(shù)于一身，具有平均故障間隔時(shí)間（MTBF）長、維護(hù)要求

13、低、維護(hù)時(shí)間短等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。速度快工作循環(huán)時(shí)間短同類機(jī)器人中操作速度最快。精度高零件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定具有極高的重復(fù)定位精度0.05mm和軌跡精度。功率大適用范圍廣有效載荷選項(xiàng)為5kg或7kg（“無手腕”時(shí)可達(dá)10kg）。 堅(jiān)固耐用適合惡劣生產(chǎn)環(huán)境 IP 67防護(hù)等級，可蒸汽清洗，有“鑄造專家型”備選。通用性佳柔性化集成和生產(chǎn)采用后彎式設(shè)計(jì)，提供多種安裝選項(xiàng)（墻面安裝、地面安裝、倒置安裝或傾斜安裝）。1）主要技術(shù)參數(shù)到達(dá)距離1.2m或1.45m重復(fù)定位精度0.05mm6軸承重5Kg或7Kg1軸工作范圍180重量250Kg2）選型注意可倒置、壁掛、傾斜安裝。壁掛安裝時(shí)1軸動作范圍只有20。 后仰及下探工

14、作范圍大。有鑄造版、清洗版。3）主要應(yīng)用于弧 焊、裝 配、模 鑄、注 塑、包 裝、機(jī)械管理、物料搬運(yùn)。（3）IRB 2400IRB 2400機(jī)器人有多種不同版本備選，擁有極高的作業(yè)精度，在物料搬運(yùn)、機(jī)械管理和過程應(yīng)用等方面均有出色表現(xiàn)。IRB 2400機(jī)器人可提高您的生產(chǎn)效率、縮短生產(chǎn)提前期、加快交貨速度?？煽啃詮?qiáng)正常運(yùn)行時(shí)間長 IRB 2400是全球應(yīng)用最廣的工業(yè)機(jī)器人。該機(jī)器人堅(jiān)固耐用，使用零部件數(shù)量降至最少，可靠性強(qiáng)、維護(hù)間隔時(shí)間長。速度快操作周期時(shí)間短采用ABB獨(dú)有的運(yùn)動控制技術(shù)，優(yōu)化了機(jī)器人的加減速性能，使機(jī)器人工作循環(huán)時(shí)間降至最短。精度高零件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定具有最佳的軌跡精度和重復(fù)定位

15、精度（RP=0.06mm）。功率大適用范圍廣有效載荷選項(xiàng)為720kg，最大到達(dá)距離達(dá)1.810m。堅(jiān)固耐用適合惡劣生產(chǎn)環(huán)境 IP 67防護(hù)等級，可蒸汽清洗，備有潔凈室型（100級）和“鑄造專家型”。通用性柔性化集成和生產(chǎn)所有型號均可倒置安裝。1）主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)承重分為3各型號，分別是2400L（5-7kg）、/2400-10（10kg）、/2400-16（16kg）。到達(dá)距離1.8m/1.5m/1.5m重復(fù)定位精度0.06mm6軸承重7Kg/10Kg/16Kg1軸工作范圍180重量380Kg2）選型注意有倒置安裝專用型號有鑄造版、清洗版等3）主要應(yīng)用于弧焊、裝配、鑄件清洗、切割/去毛刺、模鑄

16、、上膠/密封、研磨/拋光、注塑、機(jī)械管理、物料搬運(yùn)、包裝等。（4）IRB4600IRB 4600是市場上速度最快，可到達(dá)距離最長，最精確，精簡度高，防護(hù)等級高的機(jī)器人。尖端工作站設(shè)計(jì)最優(yōu)化機(jī)器人定位精度，有效使用地面空間因歸功于其精密設(shè)計(jì)，高度靈活的活動架及突出的可到達(dá)性。尖端產(chǎn)品 周期短、產(chǎn)出高。尖端表現(xiàn)高精確度、加工組件質(zhì)量高。更靈活的安裝方式，更緊湊的工作站，第二代的 QuickMove & TrueMove，能有效縮短高達(dá)20 的生產(chǎn)周期時(shí)間。針對長臂更高的有效載荷落地式、傾斜式、下探式和倒置式，連續(xù)的連接設(shè)計(jì)概念、平穩(wěn)簡潔的底部設(shè)計(jì)確保突出的工作范圍，使用機(jī)器人作為最優(yōu)化定位的工具,

17、 縮短周期時(shí)間， 提高車間地面利用率。主要應(yīng)用于機(jī)加工、物料搬運(yùn)、弧焊(長臂)、水噴射、激光和超聲波切割、分配（密封、涂膠）、加工應(yīng)用（拋光，去毛刺）等。(5) IRB 6640IRB 6640是一款高產(chǎn)能且適合各類應(yīng)用的機(jī)器人產(chǎn)品。更高有效載荷。有效載荷235 kg，使其適合眾多重型工件搬運(yùn)。IRB 6640ID (internal Dressing)的有效載荷為200 kg， 滿足點(diǎn)焊應(yīng)用的最大需求。提高路徑精度。IRB 6640配備第二代TrueMove 和QuickMove技術(shù)。機(jī)器人具備更精確的運(yùn)動，使編程時(shí)間更少且工藝效果更好。安裝維修簡便。此種機(jī)器人有一些新特點(diǎn)，如簡化的鏟車叉槽

18、和機(jī)器人底部空間更大，都使得維修變得更方便。為方便吊裝，重量減輕近400kg。選型注意只能落地安裝，有鑄造版、清洗版等。主要應(yīng)用于 物料搬運(yùn)、 機(jī)床管理、 點(diǎn)焊等。(6) 型 號：IRB 5350，噴涂機(jī)器人。結(jié)構(gòu)緊湊、動作精準(zhǔn)的IRB5350開門機(jī)器人是汽車內(nèi)飾噴涂的得力助手，兼容走停式和連續(xù)式輸送解決方案；配備精心設(shè)計(jì)的開門夾具，內(nèi)置搜尋傳感器和力反饋傳感器，是內(nèi)飾噴涂區(qū)不可或缺的效率“助推器”。 IRB5350配套緊湊型手臂、底座和導(dǎo)軌系統(tǒng)?？奢p松“嵌入”狹小的噴房，專用導(dǎo)軌系統(tǒng)增強(qiáng)噴涂機(jī)器人柔性，導(dǎo)軌系統(tǒng)支持落地和壁掛兩種安裝方式。走停式噴涂線配套的噴涂機(jī)器人和開門機(jī)器人多為固定安裝，

19、可采用固定在噴房地面的三軸IRB5350。連續(xù)式噴涂線要求IRB5350隨車身移動，可采用配備ABB緊湊型專用導(dǎo)軌的四軸IRB5350，進(jìn)一步增強(qiáng)噴涂機(jī)器人的柔性。（7）ABB工業(yè)機(jī)器人也有分揀機(jī)器人（并聯(lián)）、碼垛機(jī)器人等。三、KUKA機(jī)器人簡介機(jī)器人技術(shù)之先驅(qū)庫卡機(jī)器人集團(tuán)公司（KUKA Robot Group）是世界領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人供應(yīng)廠家之一。庫卡是世界幾家頂級為自動化生產(chǎn)行業(yè)提供柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，機(jī)器人，夾具，模具及備件的供應(yīng)商之一。庫卡的客戶幾乎遍及所有的汽車生產(chǎn)廠家。同時(shí)也是歐洲，北美洲，南美洲及亞洲的主要汽車配件及綜合市場的主要供應(yīng)商。庫卡可提供全套系列的工業(yè)機(jī)器人和機(jī)器人系統(tǒng)，涵蓋

20、了所有負(fù)載等級和機(jī)器人類型，例如：各種規(guī)格的六軸機(jī)器人, 貨盤堆垛機(jī)器人, 龍門架機(jī)器人, 凈室機(jī)器人, 不銹鋼機(jī)器人, 耐高溫機(jī)器人, SCARA 機(jī)器人或焊接機(jī)器人。1、庫卡機(jī)器人特點(diǎn)采用模組化構(gòu)造，可以簡便而迅速地進(jìn)行改裝，以適應(yīng)其他任務(wù)的需要。所有機(jī)器人均通過一個(gè)高效可靠的微機(jī)控制平臺進(jìn)行工作。還提供與應(yīng)用相關(guān)的附加應(yīng)用程序和建立在控制系統(tǒng)智能化聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的所謂全方位聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。庫卡公司的產(chǎn)品系列還有以下突出特點(diǎn)：兼容各種技術(shù)的系統(tǒng)理念、高安全性、高可靠性、統(tǒng)一外觀和質(zhì)感、一致的操作裝置和統(tǒng)一的維護(hù)和更新方案。2、KUKA工業(yè)機(jī)器人常用型號（1）KUKA 機(jī)器人手臂 KR 60-3。KR

21、 60-3 就像是位行為藝家，它形同拳頭的工作空間為應(yīng)用領(lǐng)域提供了節(jié)省空間和成本的設(shè)備方案。負(fù)荷 60/45/30 千克，加負(fù)荷 35 千克，最大作用范圍 2033/2230/2429 毫米，軸數(shù) 6，重復(fù)精確度0.20/0.25/0.25 毫米，重量 665/671/679 千克，安裝位置可變。(2) KUKA家電制造機(jī)器人 KR 100-3 comp。由于用途廣泛、應(yīng)用靈活，KR 100-3 comp 尤其適合加工工業(yè)的絕大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,無論是汽車配件供應(yīng)行業(yè)還是普通工業(yè)領(lǐng)域。負(fù)荷 100 千克,附加負(fù)荷 100 千克最大作用范圍 2400 毫米，軸數(shù) 6,，重復(fù)精確度 0.15 毫米，重

22、量 1155 千克，安裝位置：地面。（3）焊接機(jī)器人 KR 5 arc HW。真正的氣體保護(hù)焊接專家 KR 5 arc HW（Hollow Writst）。具有一些與眾不同的功能特征。 比如其機(jī)座和機(jī)械手上有 一個(gè) 50 mm 寬的通孔，可以保護(hù)機(jī)械臂上的整套保護(hù)氣體軟管的敷設(shè)。 由此不僅可以避免保護(hù)氣體軟管組件受到機(jī)械性損傷， 而且可以防止其在機(jī)器人改變方向時(shí)隨意甩動。 既可敷設(shè)抗扭轉(zhuǎn)軟管組件，也可限轉(zhuǎn)動的保護(hù)氣體軟管組件。 對用戶來說，這不僅意味著提高了構(gòu)件的可接近性及保證了對整套軟管的最佳保護(hù)，而且還意味著離線編程也得到了簡化。負(fù)荷 5 千克，附加負(fù)荷 12 千克，最大作用范圍 1423

23、 毫米，軸數(shù)6，重復(fù)精確度 0.1 毫米，重量 120 千克，安裝位置：地面、天花板，角度 15，防護(hù)等級 IP 54。（4）六軸機(jī)器人 KR 5 sixx R650。敏捷、可靠且高性能的六軸機(jī)器人的作用范圍達(dá) 650 毫米。該款精巧的機(jī)器人將高節(jié)拍及準(zhǔn)確性與經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)且操作方便的庫卡微機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)合起來。負(fù)荷5 千克，最大作用范圍650 毫米，軸數(shù)6，復(fù)精確度 0.02 毫米，量28 千克，安裝位置： 地面、天花板。制系統(tǒng) KR C2sr，速度最大 8.2 米/秒。（5）堆垛、卸垛機(jī)器人 KR 50 PA。無論是貨盤堆垛還是貨盤卸垛，無論是混合貨品還是非混合貨品，無論是紙箱還是塑料容器 -

24、KR 50 PA 都能滿足它們的作業(yè)要求。負(fù)荷50 千克，附加負(fù)荷 20 千克，最大作用范圍1991 毫米，軸數(shù)2，復(fù)精確度 0.25 毫米，量700 千克，安裝位置：地面。（6）小型機(jī)器人KR 5 sixx R850。精巧且節(jié)省空間的六軸機(jī)器人以 850 毫米的作用范圍將高速、精確性與較大的作用范圍結(jié)合為一體。集成了全球銷售最佳且性能最可靠的庫卡微機(jī)控制平臺的所有優(yōu)點(diǎn)。負(fù)荷5 千克，最大作用范圍850 毫米，軸數(shù)6，重復(fù)精確度 80000 小時(shí)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；結(jié)構(gòu)合理，電機(jī)功率小，比其他品牌能耗低 30%以上；模塊化結(jié)構(gòu)，維護(hù)、檢修方便快捷；圖5-2 焊接機(jī)器人系統(tǒng)控制部分動態(tài)自優(yōu)化運(yùn)動控制

25、技術(shù)令各軸總是以最大加速度運(yùn)行，運(yùn)行速度提高 25%；6 軸智能防碰撞技術(shù)將碰撞力減小到 30%，且可快速恢復(fù)；7.5 英寸全彩觸摸屏式示教器，操作方便快捷；1410 型工作半徑 1440mm，重復(fù)定位精度0.05mm；供貨商為 ABB 全球最佳合作伙伴，得到 ABB 公司最有力的技術(shù)支持。2、焊機(jī)選擇日本松下全數(shù)字焊機(jī) YM-500GR3全數(shù)字控制，提供從起弧到收弧全過程的精確控制。輸出電流 60500A。最佳性價(jià)比的選擇。3、焊槍德國 TBi 焊槍槍體外套管是由一整塊特質(zhì)高鋼性不銹鋼加工而成，非常強(qiáng)壯，同時(shí)和內(nèi)層槍管之間留有足夠空間，即使發(fā)生碰撞也不用重新校槍和調(diào)整機(jī)器人 TCP 點(diǎn)，這樣

26、就節(jié)約了大量的機(jī)器人維護(hù)時(shí)間。4、清槍器德國WHC-R5C 清槍機(jī)構(gòu)機(jī)器人焊接自動清槍器焊槍噴嘴外表面及內(nèi)部的自動清槍裝置, WHC-R5C 清槍機(jī)構(gòu)機(jī)器人焊接 自動清槍器能夠精確和高效地為幾乎所有焊接機(jī)器人清槍。集噴防飛濺劑和剪焊絲功能一體，外形尺寸小，重量輕，清槍效果佳，防濺液可以減少焊渣的附著，保護(hù)焊槍，改善焊接質(zhì)量；密封的噴頭和殘余臟油接油盤，不會污染環(huán)境；夾持和剪切動作結(jié)合，保證了精確剪絲，起弧性能最佳；結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，持久耐用，易于保養(yǎng)；加緊噴嘴后，清槍與防飛濺劑噴射兩個(gè)動作，均在同一個(gè)位置上完成。圖5-3清槍機(jī)構(gòu)5、焊接夾具為氣動夾具，在保證強(qiáng)度的前提下設(shè)計(jì)為快速裝卸的方式，且減少對焊

27、接位置的焊接夾具的設(shè)計(jì)力求模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，遮擋。確保各單元相對位置的穩(wěn)定性。采用一體式底座，考慮到工作站的擴(kuò)展能力，夾具模塊與變位機(jī)的法蘭之間，安裝底座與底板之間采用螺栓緊固，定位銷定位。使之在夾具調(diào)換過程中保證整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位。上海ABB工程有限公司的專利牛眼技術(shù)，能夠幫助用戶完成全自動工具中心點(diǎn)校準(zhǔn)，確保焊接機(jī)器人工位的最高利用率、最高焊接質(zhì)量和最高生產(chǎn)效率。通過預(yù)先編制的校準(zhǔn)程序，可以在焊接過程中完成全自動工具中心點(diǎn)校準(zhǔn)，停機(jī)時(shí)間幾乎為零。四、熟悉機(jī)器人和焊接電源通訊控制方式圖5-4機(jī)器人和焊接電源通訊控制方式ABB 機(jī)器人如何控制焊接電源？ABB機(jī)器人通常通過模擬量AO和數(shù)字量IO來

28、控制焊接電源。通常選擇D651板 (8輸出,8 輸入,2 模擬量輸出（010V）)。模擬量1：AoWeldingCurrent (Ao):地址 015 控制焊接電流或者送絲速度。AoWeldingVoltage (Ao):地址 1631 控制焊接電源。doWeldOn (數(shù)字輸出):地址 32 起弧控制。doGasOn (數(shù)字輸出):地址 33 送氣控制。doFeed(數(shù)字輸出):地址 34 點(diǎn)動送絲控制。diArcEst(數(shù)字輸入) :地址 0起弧建立信號（焊機(jī)通知機(jī)器人）。注意: 對于松下焊接，機(jī)器人沒有開發(fā)專用的接口軟件，因此必須選擇 Standard IOWelder這個(gè)選項(xiàng)來控制日系

29、焊機(jī)；對于像 Fronius，ESAB， Kemppi （正在開發(fā)），Miller 等焊接電源，ABB都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)接口軟件。本系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)IO來控制松下焊接電源為實(shí)例。圖5-5 ABB控制松下焊機(jī)的基本電路圖五、熟悉ABB焊接系統(tǒng)的配置組成和特點(diǎn)ABB機(jī)器人通過 Arcware 來控制焊接的整個(gè)過程，它包括：1、在焊接過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控焊接的過程，檢測焊接是否正常；2、當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí), Arcware 會自動將錯(cuò)誤代碼和處理方式顯示在機(jī)器人示教器上；3、客戶只需要對焊接系統(tǒng)進(jìn)行基本的配置即可以完成對焊機(jī)的控制；4、焊接系統(tǒng)高級功能：激光跟蹤系統(tǒng)的控制和電弧跟蹤系統(tǒng)的控制；5、其它功能：生產(chǎn)管理和清槍

30、控制、接觸傳感控制等。六、熟悉焊接語句及編程1、直線運(yùn)動ArcL p1, v100, seam1,weld1Weave:=weave1,z10, tool1;各項(xiàng)參數(shù)含義如圖5-6所示。圖5-6弧焊直線運(yùn)動語句2、圓弧運(yùn)動ArcC p1,p2, v100, seam1,weld1Weave:=weave1,z10, tool1;各項(xiàng)參數(shù)含義如圖5-7所示。圖5-7弧焊圓弧運(yùn)動語句3、程序舉例 圖5-6弧焊編程舉例MoveJ ArcLStart p1,v100, seam1,weld1, weave1,fine, tweldgun;ArcLEnd p2, v100, seam1, weld1,w

31、eave1,fine,tweldgun;MoveJ（1）任何焊接程序都必須以 ArcLStart或者 ArcCStart開始, 通常我們運(yùn)用ArcLStart作為起始語句;（2）任何焊接過程都必須以 ArcLEnd 或者 ArcCEnd 結(jié)束；（3）焊接中間點(diǎn)用ArcL語句（4）焊接過程中不同語句可以使用不同的焊接參數(shù) (seamdata 和weld data)ArcLStart p1,V100,seam1,weld1weave:=weave1,fine, tweldgun;ArcL *, v100,seam2, weld2weave:=weave2, Z10, tweldgun;ArcL *

32、,v100, seam3, weld3weave:=weave3, Z10, tweldgunArcLEnd p2, v100,seam1, weld1weave:=weave1,fine,tweldgun;4、參數(shù)設(shè)置（1）Seam data （起弧收弧參數(shù)的基本配置），如圖5-7所示。圖5-7起弧收弧參數(shù)的基本配置（2）Weld data （焊接參數(shù)），如圖5-8所示。圖5-8焊接參數(shù)設(shè)置（3）Weave data （擺動參數(shù)），如圖5-9所示。圖5-9擺動參數(shù)設(shè)置Weave data Components（擺動參數(shù)的主要成分）說明如下：1）Weave shape （擺動的形狀）0no w

33、eaving 表示沒有擺動1zigzag weaving 表示Z字型擺動2V-shaped weaving 表示V字型擺動3Triangular weaving 表示三角形擺動2）Weave type （擺動模式） 0 表示機(jī)器人的6根軸都參與擺動 1 表示5軸和6軸參數(shù)擺動 2 表示1，2，3軸參與擺動 3 表示4，5，6軸參與擺動3）Weave length：表示一個(gè)擺動周期機(jī)器人的工具坐標(biāo)向前移動的距離。4）Weave Width：表示擺動寬度。5）Weave height：表示擺動的高度，只有在三角擺動和V字?jǐn)[動時(shí)此參數(shù)才有效。6）dwell_left：表示擺動過程中在擺動左邊時(shí)運(yùn)動的

34、距離。7）dwell_right：擺動過程中在擺動左邊時(shí)運(yùn)動的距離。8）dwell_center：擺動過程中在擺動中間時(shí)運(yùn)動的距離。9）weave_dir：擺動傾斜的角度，焊縫的X方向。10）weave_tilt：擺動傾斜的角度，焊縫的Y方向。11）weave_ori：擺動傾斜的角度，焊縫的Z方向。12）weave_bias：擺動中心偏移。任務(wù)二 噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的組成和編程任務(wù)要求：通過對現(xiàn)場（或視頻）噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的分析，熟悉噴涂機(jī)器人的組成和選型；通過噴涂程序調(diào)用和分析，熟悉離線噴涂編程方法。一、通過現(xiàn)場或視頻認(rèn)識噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)。噴涂機(jī)器人又叫噴漆機(jī)器人， 是可進(jìn)行自動噴漆或噴

35、涂其他涂料的工業(yè)機(jī)器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集團(tuán)）發(fā)明。噴漆機(jī)器人主要由機(jī)器人本體、計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成，液壓驅(qū)動的噴漆機(jī)器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機(jī)等。多采用5或6自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運(yùn)動空間，并可做復(fù)雜的軌跡運(yùn)動，其腕部一般有23個(gè)自由度，可靈活運(yùn)動。較先進(jìn)的噴漆機(jī)器人腕部采用柔性手腕，既可向各個(gè)方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。噴漆機(jī)器人一般采用液壓驅(qū)動，具有動作速度快、防爆性能好等特點(diǎn)，可通過手把手示教或點(diǎn)位示數(shù)來實(shí)現(xiàn)示教。噴漆機(jī)器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產(chǎn)部門。

36、1、噴涂機(jī)器人組成噴涂機(jī)器人系統(tǒng)除機(jī)器人本體外，還需吹掃裝置，如圖5-10所示。圖5-10 噴涂機(jī)器人系統(tǒng)組成2、噴涂機(jī)器人的特點(diǎn)（1）柔性大。1）工作范圍大，審計(jì)可能性大。2）可實(shí)現(xiàn)內(nèi)表面及外表面的噴涂。3）可實(shí)現(xiàn)多種車型的混線生產(chǎn)，如轎車、旅行車、皮卡車等車身混線生產(chǎn)。（2）提高噴涂質(zhì)量和材料使用率。1）仿形噴涂軌跡精確，提高涂膜的均勻性等外觀噴涂質(zhì)量。2）降低過噴涂量和清洗溶劑的用量，提高材料利用率。（3）易操作和維護(hù)。1）可離線編程，大大縮短現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間。2）可插件結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)快速安裝和更換元器件，極大的縮短維修時(shí)間。3）所有部件的維護(hù)可接近性好，便于維護(hù)保養(yǎng)。（4）設(shè)備利

37、用率高。往復(fù)式自動噴涂機(jī)利用率一般僅為40%-60%，噴涂機(jī)器人的利用率可達(dá)90%-95%。二、熟悉噴涂機(jī)器人選型因素1、機(jī)器人的工作軌跡范圍。在選擇機(jī)器人時(shí)需保證機(jī)器人的工作軌跡范圍必須能夠完全覆蓋所需施工的工件的相關(guān)表面或內(nèi)腔。2、機(jī)器人的重復(fù)精度。對于噴漆機(jī)器人，重復(fù)的精度要求可低一些， 0.5mm即可。3、機(jī)器人的運(yùn)動速度及加速度。機(jī)器人的最大運(yùn)動速度或最大加速度越大，則意味著機(jī)器人在空行程所需的時(shí)間越短，則在一定節(jié)拍內(nèi)機(jī)器人的絕對施工時(shí)間越長，可提高機(jī)器人的使用率。所以機(jī)器人的最大運(yùn)動速度及加速度也是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。但需注意的問題是，在噴涂過程中，噴涂工具的運(yùn)動速度與噴涂工具的特

38、性及材料等因素直接相關(guān)，需要根據(jù)工藝要求設(shè)定。此外，由于機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)與其價(jià)格直接相關(guān)，因而根據(jù)工藝要求選擇性價(jià)比高的機(jī)器人。4、機(jī)器人手臂可承受的最大荷載。對于不同的噴涂場合，噴涂（涂膠或噴漆）過程中配置的噴具不同，則要求機(jī)器人手臂的最大承載載荷也不同。三、熟悉噴漆機(jī)器人相關(guān)術(shù)語1、涂裝效率、涂著效率和涂裝有效率涂裝效率是噴涂作業(yè)效率，包含單位時(shí)間的噴涂面積、涂料和噴涂面積的有效利用率。涂著效率是噴涂過程中涂著在被涂物上的涂料量與實(shí)際噴出涂料總量之比值，或被涂物面上的實(shí)測厚膜與由噴出涂料量計(jì)算的涂膜厚度之比，也就是涂料的傳輸效率（transfer efficency 簡稱TE）或涂料利用率

39、。涂裝有效率是指實(shí)際噴涂被涂物的表面積與噴槍運(yùn)行的覆蓋面積之比；為使被涂物的邊斷部位的涂膜完整，一般噴槍運(yùn)行的覆蓋面積應(yīng)大于被涂物的面積。2、噴涂軌跡噴涂軌跡指在噴涂過程中噴槍運(yùn)行的順序和行程，采用噴涂機(jī)器人可模仿熟練噴漆工的噴涂軌跡。3、旋杯轉(zhuǎn)速旋杯轉(zhuǎn)速是對高轉(zhuǎn)速旋杯霧化細(xì)度影響最大的因素。當(dāng)其他工藝參數(shù)不變時(shí)，旋杯的轉(zhuǎn)速越大，涂料滴的直徑越小。在稍低速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速對霧化細(xì)度的影響比在高速范圍內(nèi)明顯地增大。旋杯轉(zhuǎn)速會對膜厚有影響。 當(dāng)轉(zhuǎn)速過低會導(dǎo)致涂膜粗糙；而霧化過細(xì)會導(dǎo)致漆霧損失（引起過噴），使涂膜厚度有波動；同事當(dāng)霧化超細(xì)時(shí)，則對噴漆室內(nèi)任何氣流均十分敏感。旋杯的過高轉(zhuǎn)速除引起過噴外，還

40、會導(dǎo)致透平軸承的過量磨損，增加清晰用壓縮空氣的消耗和降低涂膜所含溶劑量。最佳的旋杯轉(zhuǎn)速可按所用涂料的流率特性而定，因而對于表面張力打的水性涂料、高黏度的雙組分涂料的旋杯轉(zhuǎn)速比普通溶劑型涂料的要高。一般情況下，空載旋杯轉(zhuǎn)速為6X104 r/min，負(fù)載時(shí)設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍為（1.0-4.2）X104 r/min誤差500r/min。4、涂料流率它是單位時(shí)間內(nèi)輸給每個(gè)旋杯的涂料量，又稱噴涂流量、出漆量（率）。除旋杯轉(zhuǎn)速外，涂料流率是第二個(gè)影響霧化顆粒細(xì)度的因素。當(dāng)其他參數(shù)不變的情況下，涂料流率越低，其霧化顆粒越細(xì)，但同時(shí)也會導(dǎo)致漆霧中溶劑揮發(fā)量增大。涂料流率高會形成波紋狀的涂膜，同事當(dāng)涂料流量過大使旋

41、杯過載時(shí)，旋杯邊緣的涂膜增厚至一定程度，導(dǎo)致旋杯上的溝槽紋路不能使涂料分流，并出現(xiàn)層狀漆皮，這會產(chǎn)生氣泡或涂料滴大小不均勻的不良現(xiàn)象。每支噴槍的最大涂料流率與高速旋杯的口徑、轉(zhuǎn)速涂料的密度有關(guān)，其上限由霧化的細(xì)度和靜電涂裝的效果來決定。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，涂料應(yīng)在恒定的速度下輸入，在小范圍內(nèi)的波動不會影響涂膜質(zhì)量。在實(shí)際的噴涂過程中每個(gè)旋杯所噴涂的區(qū)域不同，其涂料的流率等也不相同，另外由于被涂物外形變化的原因，旋杯的涂料流率也要發(fā)生變化。以噴涂汽車車身為例，當(dāng)噴涂門板等大面積時(shí)，吐出的涂料量要大，噴涂門立柱、窗立柱時(shí)，吐出的涂料量要小，并在噴涂過程中自動、精確地控制吐出的涂料量，才能保證涂層質(zhì)量及涂

42、膜厚度的均一，這也是提高涂料利用率的重要措施之一。.四、通過現(xiàn)場和視頻或產(chǎn)品網(wǎng)站，熟悉噴涂機(jī)器人本體ABB噴涂機(jī)器人常規(guī)型號IRB 5400、IRB 580、IRB 540 、IRB 5300、IRB 5600、IRB 5500等。 6個(gè)轉(zhuǎn)軸組成，6個(gè)轉(zhuǎn)軸均有AC伺服電機(jī)驅(qū)動,每個(gè)電機(jī)后均帶有編碼器。每個(gè)電機(jī)上均帶有機(jī)電制動器,當(dāng)機(jī)器人處于不操作狀態(tài)超過3分鐘時(shí),制動器會將電機(jī)瑣緊。機(jī)器人帶有24VDC。帶有串口測量板,收集并傳送電機(jī)位置信息(解碼器數(shù)據(jù)),測量板帶有7.8V電池,起保存數(shù)據(jù)作用。2種手腕型式。最大承載: 5kg-35kg。最大工作半徑: 3112mm。ABB噴涂機(jī)器人各軸標(biāo)準(zhǔn)

43、工作范圍如圖5-11和表5-1所示。五、通過現(xiàn)場和視頻或產(chǎn)品網(wǎng)站，噴涂機(jī)器人控制器ABB噴涂機(jī)器人控制器分S4P、S4P plus兩個(gè)系列，各有緊湊型和擴(kuò)展型。六、噴涂機(jī)器人系統(tǒng)軟件認(rèn)知（1）BaseWare BaseWare軟件包括用于機(jī)器人控制器的基礎(chǔ)操作系統(tǒng),包括有RAPID編程語言、以及在操作系統(tǒng)之外運(yùn)行的軟件可選項(xiàng)。軟件的可選項(xiàng)為需要完成更多工作的機(jī)器人的用戶提供了操作性：運(yùn)行多重任務(wù)、進(jìn)行文件傳送、完成高級動作任務(wù)等。BaseWare程序在機(jī)器人控制柜中的主計(jì)算機(jī)上。表5-1 ABB噴涂機(jī)器人各軸工作范圍圖5-11ABB噴涂機(jī)器人各軸工作范圍（2）PA服務(wù)程序PA服務(wù)程序用于簡化操

44、作和設(shè)置與涂裝有關(guān)的功能，例如管理程序選擇、設(shè)定換色順序等。 （3）ProcessWare ProcessWare軟件用于特定的應(yīng)用上，比如涂裝、點(diǎn)焊、膠粘等。它們是在機(jī)器人控制器內(nèi)的在操作系統(tǒng)之外運(yùn)行的軟件可選項(xiàng)。用于涂裝的軟件選件稱為PaintWare。（4）FactoryWareFactoryWare是一套在PC機(jī)上運(yùn)行的基于Windows的軟件。該軟件用在工廠與機(jī)器人相連的PC機(jī)上。該產(chǎn)品用于編程操作界面、監(jiān)視、單元監(jiān)控和控制(如RobView等) 。 （5）IPS軟件 IPS軟件通過控制流體和空氣的流量，控制涂裝機(jī)的噴幅。IPS軟件既可以在機(jī)械手模塊內(nèi)運(yùn)行，也可以在機(jī)器人旁邊的外部模

45、塊上運(yùn)行。（6）DeskWare:DeskWare是一套在PC機(jī)上運(yùn)行的基于Windows的軟件。該軟件用于培訓(xùn)人員，完成創(chuàng)建和編輯機(jī)器人程序、建立IPS系統(tǒng)等工作(如ShopFloorEditor等)。 七、通過現(xiàn)場和視頻或產(chǎn)品網(wǎng)站，熟悉防爆吹掃單元吹掃系統(tǒng)的作用是在包含有電氣元件的機(jī)械手內(nèi)部施加過壓，阻止爆炸性氣體進(jìn)入到機(jī)械手里面。吹掃系統(tǒng)組成包括危險(xiǎn)區(qū)域之外的吹掃單元、機(jī)械手內(nèi)部的吹掃傳感器、控制柜內(nèi)的吹掃控制電路。A型吹掃單元安裝在噴房(危險(xiǎn)區(qū))外部，B型吹掃單元安裝在噴房(危險(xiǎn)區(qū))內(nèi)部，如圖5-12所示。圖5-12 ABB噴涂機(jī)器人吹掃單元IRB5400機(jī)器人吹掃區(qū)域如圖5-13所示

46、。來自吹掃單元的空氣經(jīng)由柔性軟管（內(nèi)含電纜）進(jìn)入到支座單元內(nèi)。從支座單元流出，經(jīng)由底座單元和垂直臂，空氣被傳送到水平臂的后部。圖5-13IRB5400機(jī)器人吹掃區(qū)域八、IPS 控制系統(tǒng)認(rèn)知IPS是使用機(jī)器人動作用CPU以外CPU,對噴涂設(shè)備 進(jìn)行控制的系統(tǒng)。輸入/輸出信號(數(shù)字、模擬)由IPS專用控制板進(jìn)行管理(如:MCOB等)。IPS同機(jī)器人控制器之間的通訊由CAN (Close Area Network)完成。九、噴漆機(jī)器人編程噴涂機(jī)器人的編程也分為示教和離線兩種方式。1、在教師指導(dǎo)下現(xiàn)場操作示教編程。2、從系統(tǒng)中調(diào)出成型程序或參照以下程序離線編程，分析其結(jié)構(gòu)，熟悉相關(guān)語句。某發(fā)動機(jī)公司采

47、用兩臺 IRB5400 噴漆機(jī)器人進(jìn)行噴涂發(fā)動機(jī) 。涂裝的油漆平均厚度為 30m左右 ,油漆覆蓋率為 55 %左右 。根據(jù)要求 , 要讓發(fā)動機(jī)的油漆平均厚度達(dá)到 50 60m , 油漆覆蓋率進(jìn)一步提高 ,達(dá)到 80 %左右 。主程序如下 :PROC runjob ( )ActUnit CNV I;ConfJ off;ConfL off;PaintL - 1422. 39, - 919. 05, 985. 09 , 0. 144697, 0. 805359, 0. 154601, - 0. 553678 , 0, 0, 0, 0 , 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E

48、+ 9, 9 E+ 9. - 261. 765 , v600, z50, tool13;WaitWObj wobjconv1 RelD ist: = 100;IF c1 Position 0. 5 THENTPErase;TPW rite“object exceed the volid range, drop thecurrent object”;END IFU seBrushTab bd1;PaintL - 1422. 39, - 919. 05, 985. 09 , 0. 144697, 0. 805359, 0. 154601, - 0. 553678 , 0, 0, 0, 0 , 9

49、E + 9, 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E+ 9. - 261. 765 , v600, z50, tool13;Routine1;Routine2;Routine3;Routine4;Waittime 20;Routine5;PaintL - 1422. 39, - 919. 05, 985. 09, 0. 144697, 0. 805359, 0. 154601, - 0. 553678 , 0, 0, 0, 0 , 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E+ 9. - 261. 765 , v600, z50, too

50、l13;D ropWOb wobjconv1;PaintL - 1422. 39, - 919. 05, 985. 09 , 0. 144697, 0. 805359, 0. 154601, - 0.553678 , 0, 0, 0, 0 , 9 E + 9, 9 E + 9, 9 E + 9,9 E + 9, 9 E + 9. - 261. 765 , v600, z50, tool13;ConfJ on;ConfL on;DeactUnit CNV1;ENDPROC主程序中，主程序多為 PROC, Routine1、Routine2、Routine3、Routine4、Routine5 為

51、 5 個(gè)子程序名，把一個(gè)機(jī)器人噴涂的發(fā)動機(jī)區(qū)域劃分為 5 個(gè)區(qū)域 ,每個(gè)子程序代表一個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域規(guī)劃了100個(gè)噴涂點(diǎn) 。為了保證噴涂質(zhì)量，當(dāng)機(jī)器人距離發(fā)動機(jī)過遠(yuǎn)時(shí)，即距離超過 0. 5 米時(shí) ,停止噴涂，機(jī)器人回到初始位置，噴涂下一臺發(fā)動機(jī) ,此臺未噴涂完的發(fā)動機(jī)重新進(jìn)行人工噴涂 。Routine1 包括了發(fā)動機(jī)側(cè)面的噴涂，Routine2、Routine3包括了發(fā)動機(jī)正面的 噴 涂 , Routine4 包括了發(fā)動機(jī)上面的噴涂，Routine5包括了發(fā)動機(jī)下面的噴涂 。程序中執(zhí)行完 Routine4 后 , 有一個(gè) Waitime20,此處 是一個(gè)調(diào)整時(shí)間 , 調(diào)整機(jī)器人 的姿態(tài)，避免機(jī)

52、器人出現(xiàn)死機(jī) ,還可以讓機(jī)器人以更好的姿態(tài)來噴涂 Routine5所包括的區(qū)域 。工藝參數(shù)選擇。tool11tool13代表了選擇的工藝參數(shù) , 噴嘴口徑 1. 397mm ,控制參數(shù) 11. 25,輸送壓力 0. 250. 3MPa。根據(jù)不同的噴涂要求，選擇不同的tool。此程序中選擇了tool13, 代表了控制參數(shù)為 1,輸送壓力為 0. 3MPa。根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍 , 設(shè)定機(jī)器人運(yùn)動速度為 600mm / s, 發(fā)動機(jī)吊在懸鏈上，運(yùn)動速度為 800mm /min。噴漆效果如圖5-14所示。圖5-14噴漆效果噴漆機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的核心是噴槍軌跡生成方式 ,交互式或離線示教式軌跡生成方式一般只

53、適用于外形簡單、規(guī)則的工件 (如金屬板 ) ,但對于外形復(fù)雜的工件 (如汽車保險(xiǎn)杠 ) ,由于需輸入大量的中間點(diǎn)坐標(biāo) ,這種方法顯然變得不實(shí)用 。由此 , 1991年 , Suk - Han Suh等人在總結(jié)他人成果的基礎(chǔ)上 ,研究了噴漆機(jī)器人的自動軌跡規(guī)劃系統(tǒng) , 研制成了集軟 、硬件于一體的噴漆機(jī)器人離線編程系統(tǒng) ( IRPS)樣機(jī)。此系統(tǒng)能夠完成物體建模 、參數(shù)設(shè)置、自動軌跡生成 、分析仿真和硬件驅(qū)動諸多功能 。其軌跡優(yōu)化方法是通過求解以漆膜厚度的均勻性和噴涂時(shí)間之間的加權(quán)為目標(biāo)泛函的極值問題 ,自動生成噴槍的最優(yōu)軌跡。雖然目前對噴漆機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展 ,但由于噴

54、涂效果受多種因素的影響 ,如工件表面形狀的復(fù)雜程度 、噴槍的位置 、方向及其離工件表面的距離 、油漆的粘滯性 、揮發(fā)性 、環(huán)境溫度 、大氣壓 、空氣濕度等等，因而如何找出更加精確的油漆空間分布數(shù)學(xué)模型，以及提出更好的軌跡優(yōu)化方法，仍然是今后有待進(jìn)一步探討的領(lǐng)域 。任務(wù)三 機(jī)床上下料機(jī)器人系統(tǒng)組成與編程任務(wù)要求：通過對現(xiàn)場（或視頻）機(jī)床上下料機(jī)器人系統(tǒng)的分析，熟悉機(jī)床上下料機(jī)器人的組成和選型；通過機(jī)床上下料程序調(diào)用和分析，熟悉離線機(jī)床上下料機(jī)器人編程方法。一、通過現(xiàn)場或視頻認(rèn)識機(jī)床上下料機(jī)器人系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)。隨著機(jī)床加工技術(shù)的不斷提高，以及對機(jī)床在加工過程中工件上、下料方式要求的提高，機(jī)器人在

55、機(jī)械加工中的自動化應(yīng)用由此產(chǎn)生，并在各個(gè)機(jī)床加工領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。例如在用加工中心加工發(fā)動機(jī)缸體等大型零件時(shí)，負(fù)載可達(dá)幾十甚至上百公斤重，這類零件通常是批量化加工，數(shù)量大，需要機(jī)床24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。在歐美等發(fā)達(dá)國家早已采用機(jī)器人來代替人工自動上料和下料，從毛坯開始到加工成成品，整套生產(chǎn)線全部采用機(jī)械手來完成，已成為現(xiàn)代加工生產(chǎn)技術(shù)的主流發(fā)展方向。1、上下料機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)組成主要由搬運(yùn)機(jī)器人、工件自動識別系統(tǒng)、自動啟動裝置、自動傳輸裝置組成，適合于工件自動搬運(yùn)的場合，尤其適合自動化程度較高的流水線等工業(yè)場合，提高生產(chǎn)效率和自動化程度。可根據(jù)不同的要求配備不同的手爪（如機(jī)械手爪、真空吸盤、

56、電磁吸盤等），可實(shí)現(xiàn)對各種工件的抓取搬運(yùn)，具有定位準(zhǔn)確、工作節(jié)拍可調(diào)、工作空間大、性能優(yōu)良、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、維修方便等特點(diǎn)。圖5-15所示機(jī)床上下料群控系統(tǒng)如圖5-15所示機(jī)床上下料群控系統(tǒng)。系統(tǒng)共分為八大部分：毛坯庫（工件原料儲存）、川崎機(jī)器人（號機(jī)器人）、行走機(jī)構(gòu)、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、ABB機(jī)器人（號機(jī)器人）、沖床、成品庫、總控臺等。（1）毛坯庫：毛坯庫共九個(gè)庫位，用于存放未加工的工件；（2）川崎機(jī)器人：川崎機(jī)器人的工作過程為先從毛坯庫中取一個(gè)毛坯工件并放入數(shù)控車床中，待數(shù)控車床加工完畢后，再從數(shù)控車床中取出工件，通過行走機(jī)構(gòu)的行走，將川崎機(jī)器人運(yùn)載到數(shù)控銑床前，川崎機(jī)器人將工件放入數(shù)控銑床

57、中，待數(shù)控銑床加工完畢后，再從數(shù)控銑床中取出工件，旋轉(zhuǎn)165在空中將工件移交給ABB機(jī)器人，完成空中對接的過程。（3）行走機(jī)構(gòu)：用于川崎機(jī)器人的第七軸；（4）數(shù)控車床：用于加工零件；（5）數(shù)控銑床：用于加工零件；（6）ABB機(jī)器人：ABB機(jī)器人的工作過程為在空中先與川崎機(jī)器人完成空中對接取回工件，然后再將工件放置到?jīng)_壓平臺上，待模擬沖壓結(jié)束后將工件取回并放置到成品庫中；（7）沖床：用于沖壓工件；（8）成品庫：成品庫共九個(gè)庫位，用于存放加工完成的工件；2、上下料機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)上下料機(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行各種形式的組合，組成多臺聯(lián)機(jī)的生產(chǎn)線。各模塊在機(jī)械上彼此相對獨(dú)立，亦可以在一定

58、范圍內(nèi)進(jìn)行任意組合，可實(shí)現(xiàn)對車床、銑床、加工中心、插齒機(jī)、電火花機(jī)床、磨床、沖床等類設(shè)備的自動化生產(chǎn)。上下料機(jī)器人的安裝調(diào)試可以與加工機(jī)床分開進(jìn)行，機(jī)床部分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)即可。機(jī)器人部分是一個(gè)完全獨(dú)立體，即便在顧客現(xiàn)場亦可對已經(jīng)購買的機(jī)床進(jìn)行自動化改造和升級。換言之，機(jī)器人故障時(shí)，只需調(diào)整或維修機(jī)器人而不會影響機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3、上下料機(jī)器人控制系統(tǒng)機(jī)器人控制系統(tǒng)是整條自動化線的大腦，控制著每部分機(jī)構(gòu)，即可以獨(dú)立工作，也可以協(xié)調(diào)合作，順利完成生產(chǎn)。機(jī)器人控制系統(tǒng)功能：（1）對機(jī)器人運(yùn)行軌跡進(jìn)行編程；（2）對各部分機(jī)構(gòu)獨(dú)立操作；（3）提供必要的操作指導(dǎo)及診斷信息；（4）能協(xié)調(diào)機(jī)器人與機(jī)床之間的工作過程

59、；（5）控制系統(tǒng)具有豐富的I/O口資源，可擴(kuò)展；（5）多種控制模式，如：自動，手動，停止，急停，故障診斷。4、機(jī)器人上下料系統(tǒng)的優(yōu)越性（1） 生產(chǎn)效率高：要提高生產(chǎn)效率，必須控制生產(chǎn)節(jié)拍。除了固定的生產(chǎn)加工節(jié)拍無法提高外，自動上、下料取代了人工操作，這樣就可以很好的控制節(jié)拍，避免了由于人為因素而對生產(chǎn)節(jié)拍產(chǎn)生的影響，大大提高了生產(chǎn)效率。（2） 工藝修改靈活：我們可以通過修改程序和手爪夾具，迅速的改變生產(chǎn)工藝，調(diào)試速度快，免去了對員工還要進(jìn)行培訓(xùn)的時(shí)間，快速就可投產(chǎn)。（3） 提高工件質(zhì)量：機(jī)器人自動化生產(chǎn)線，從上料，裝夾，下料完全由機(jī)器人完成，減少了中間環(huán)節(jié)，零件質(zhì)量大大提高。二、系統(tǒng)中川崎機(jī)器

60、人單元功能分析1、川崎機(jī)器人單元動作分析在整個(gè)系統(tǒng)中的功能如下：當(dāng)川崎機(jī)器人單元接收到啟動信號后，機(jī)器人從毛坯庫抓取毛坯件（按照1，2，37，8，9的順序依次抓?。缓蟀l(fā)送給數(shù)控車床一個(gè)準(zhǔn)備信號，待數(shù)控車床初始化完畢后反饋給川崎機(jī)器人一個(gè)準(zhǔn)備就緒信號，此時(shí)川崎機(jī)器人將工件送至數(shù)控車床的卡盤中心，然后給數(shù)控車床一個(gè)輸送到位的信號，此時(shí)數(shù)控車床閉合卡盤，且反饋給機(jī)器人一個(gè)夾緊完成的信號，機(jī)器人離開數(shù)控車床，待離開到安全位置后給數(shù)控車床一個(gè)開始加工信號，此時(shí)數(shù)控車床關(guān)閉自動門且自動加工，待加工完畢后自動打開門且給機(jī)器人一個(gè)加工完成的信號，機(jī)器人伸入數(shù)控車床夾取工件且離開到安全位置，然后給行走機(jī)構(gòu)一