焊接機器人編程與維護（初級） 課件 項目1、2 焊接機器人安全操作、焊接機器人系統(tǒng)選型配置

項目一焊接機器人安全操作CONTENTS1任務(wù)1.1焊接機器人編程與維護實訓工作站認知2任務(wù)1.2焊接機器人編程與維護實訓工作站安全標志安裝3任務(wù)1.3焊接機器人編程與維護實訓工作站安全防護裝置檢查證書技能要求焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級要求（初級）1.1.1能根據(jù)安全標志及其使用導則，識別安全標志1.1.2能根據(jù)安全標志及其使用導則，安裝安全標志1.1.3能按照安全標志及其使用導則，維護安全標志1.2.1能按照安全要求，正確穿戴防護服、手套、圍裙、護腿及保護設(shè)備1.2.2能按照安全要求，正確預(yù)防弧光、火花、煙塵、氣體帶來的職業(yè)危害1.2.3能按照安全要求，正確預(yù)設(shè)焊接防護設(shè)施1.3.1能按照操作手冊，進行設(shè)備的機械、電氣、水路、氣路等安裝的安全檢查1.3.2能按照操作手冊，進行防護裝置、保護裝置及保護措施的檢查并消除顯性安全隱患1.3.3能按照操作手冊，進行設(shè)備操作、編程、維護運行的安全檢查2.2.1能根據(jù)自動焊組成要素，熟知焊接機器人基本組成2.2.2能根據(jù)焊接要求，熟知周邊設(shè)備與防護裝置項目目標掌握焊接機器人編程與維護實訓工作站的單元組成及模塊功能。熟知常見安全標志及其表達的信息。熟知焊接機器人編程與維護實訓工作站配置的安全防護裝置。熟知對應(yīng)不同角色人員的焊接機器人編程與維護實訓工作站安全操作規(guī)程。識別焊接機器人編程與維護實訓工作站的模塊組成。識別焊接機器人編程與維護實訓工作站的安全標識及防護裝置。安裝與維護焊接機器人編程與維護實訓工作站的安全標識。點檢焊接機器人編程與維護實訓工作站的安全防護裝置功能。知識目標能力目標學習導圖平臺準備焊接機器人編程與維護實訓工作站認知任務(wù)1.1任務(wù)描述通過認知焊接機器人編程與維護實訓工作站掌握焊接機器人編程與維護實訓工作站的組成及功能知識準備焊接機器人編程與維護實訓工作站的組成1-焊接電源單元

2-焊接機器人單元3-機器人焊槍單元4-焊接任務(wù)單元5-安全防護單元

6-集成控制單元

7-周邊設(shè)備單元知識準備初級焊接機器人編程與維護實訓工作站1-移動式煙塵凈化器2-焊接任務(wù)3-送絲機及附件4-機器人本體5-機器人焊槍6-防碰撞傳感器7-清槍站8-機器人安裝底臺9-柔性焊裝工作臺10-自動升降遮光屏11-氣瓶保護柜12-示教器13-安全防護房14-安全工具15-集成控制單元16-機器人控制器17-焊接電源知識準備焊接機器人編程與維護實訓工作站初級中級高級知識準備機器人控器焊接機器人單元模塊是焊接工藝的實施載體，主要攜帶焊槍完成空間定位和定向運動，通常由機器人本體（操作機）、機器人控制器和示教盒構(gòu)成。機器人本體機器人控制器示教盒1.1.1焊接機器人單元知識準備機器人控器焊接電源單元是焊接工藝裝備的核心，主要負責將工業(yè)級交流電源波形轉(zhuǎn)換成滿足焊接工藝需求的電流、電壓波形，由焊接電源、送絲機、冷卻裝置和焊接工藝包等組成。焊接電源送絲機冷卻裝置1.1.2焊接電源單元知識準備機器人控器機器人焊槍單元是焊接工藝裝備的哨兵，主要為電弧穩(wěn)定燃燒及熔池保護所需介質(zhì)提供通道，一般包括機器人焊槍和防碰撞傳感器兩部分。機器人焊槍防碰撞傳感器1.1.3機器人焊槍單元知識準備機器人控器周邊設(shè)備單元主要指的是焊接工藝輔助設(shè)備，如提高焊接效率和質(zhì)量的清槍站、變位機，擴大機器人工作半徑的行走軸等。清槍站柔性焊接工作臺及夾具1.1.4周邊設(shè)備單元知識準備機器人控器安全防護單元是焊接機器人編程與維護實訓工作站的基礎(chǔ)性安全保障單元，通常包括焊接煙塵凈化器、安全防護房（含安全鎖）、自動升降遮光屏和氣瓶保護柜等。焊接煙塵凈化器安全防護房（含安全鎖）自動升降遮光屏氣瓶保護柜1.1.5安全防護單元知識準備機器人控器集成控制單元是焊接工藝系統(tǒng)和機器人執(zhí)行系統(tǒng)的集中控制樞紐。1.1.6集成控制單元知識準備機器人控器焊接任務(wù)單元是焊接機器人編程與維護實訓工作站應(yīng)用對象的集合，主要包含基礎(chǔ)試件包、焊接任務(wù)包、競賽任務(wù)包和行業(yè)任務(wù)包等。1.1.7焊接任務(wù)單元任務(wù)實施識別圖中標號的各單元的名稱，并寫出各單元的名稱及功能。焊接機器人編程與維護初級實訓工作站焊接機器人編程與維護實訓工作站安全標志安裝任務(wù)1.2任務(wù)描述通過安裝焊接機器人編程與維護實訓工作站的安全標志熟知常見的安全標志及其含義知識準備禁止標志警告標志指令標志提示標志常見安全標志類型知識準備禁止標志警告標志指令標志禁止吸煙Nosmoking禁止倚靠Noleaning當心弧光Warningarc當心高溫表面Warninghotsurface注意安全Warningdanger當心爆炸Warningexplosion當心中毒W(wǎng)arningpoisoning當心觸電Warningelectricshock當心機械傷人Warningmechanicalinjury必須配戴遮光護目鏡Mustwearopaqueeyeprotection必須戴防塵口罩Mustweardustproofmask必須戴安全帽Mustwearsafetyhelmet必須穿防護鞋Mustwearprotectiveshoes急救點Firstaid提示標志任務(wù)實施在焊接機器人單元、焊接電源單元和安全防護單元的合適位置安裝禁止倚靠標志、當心弧光標志、當心觸電標志和當心爆炸標志，從光、機、電、氣四方面實現(xiàn)焊接機器人編程與維護實訓工作站的安全警示。（1）安裝禁止倚靠標志。選取“禁止倚靠”圖標，將其安裝在焊接機器人本體的大臂處。任務(wù)實施（2）安裝當心弧光標志。選取“當心弧光”圖標，將其安裝在自動升降遮光屏處。任務(wù)實施（3）安裝當心觸電標志。選取“當心觸電”圖標，將其安裝在焊接電源處。任務(wù)實施（4）安裝當心爆炸標志。選取“當心爆炸”圖標，將其安裝在氣瓶保護柜處。焊接機器人編程與維護實訓工作站安全防護裝置檢查任務(wù)1.3任務(wù)描述通過點檢焊接機器人編程與維護實訓工作站的安全防護單元熟知焊接機器人編程與維護工作站的安全防護單元及使用方法知識準備1.3.1焊接勞保用品焊接現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，焊接過程中產(chǎn)生的煙塵、弧光、飛濺、電磁輻射等會危害人體健康，因此在焊接作業(yè)開始前須穿戴好勞保用品，具體要求如下：——戴好安全帽。——穿好焊接防護服?！┖媒^緣鞋?！獪蕚浜媒^緣手套、護目鏡。知識準備1.3.2安全防護裝置在焊接機器人工作區(qū)域內(nèi)，須使用固定式防護裝置（可拆卸的護欄、屏障、保護罩等）和活動式防護裝置（手動或電動操作的各種門、保護罩等），確立安全作業(yè)空間。安全防護房+安全門鎖+遮光屏

安全防護房+安全地毯+遮光屏安全防護房+安全光幕+遮光屏安全防護房+激光區(qū)域保護掃描器+遮光屏知識準備正確認識工作站的安全防護開關(guān)（按鈕）及其作用（1）安全門鎖安全門鎖位于安全防護（房）門上，當機器人自動運轉(zhuǎn)中，打開安全門鎖，機器人就會減速直至停止運行。知識準備（2）集成控制急停按鈕集成控制急停按鈕位于安全防護房入口處的外部操作盒上，任何時候，按下集成控制急停按鈕，機器人運動和任務(wù)程序均會立即停止。沿順時針方向旋轉(zhuǎn)集成控制急停按鈕，解除急停狀態(tài)。知識準備（3）示教器急停按鈕示教器急停按鈕位于示教器的右上角，任何時候，按下示教器急停按鈕，機器人運動和任務(wù)程序均會立即停止。沿順時針方向旋轉(zhuǎn)示教器急停按鈕，解除急停狀態(tài)。知識準備（4）機器人控制器急停按鈕機器人控制器急停按鈕位于控制器操作面板上，任何時候，按下機器人控制器急停按鈕，機器人運動和任務(wù)程序均會立即停止。沿順時針方向旋轉(zhuǎn)機器人控制器急停按鈕，解除急停狀態(tài)。知識準備1.3.3焊接電源為保證作業(yè)安全，除燃弧焊接前需將焊接電源設(shè)置為“有效”外，其他時間應(yīng)將焊接電源設(shè)置為“無效”。當焊接電源無效時，即使執(zhí)行焊接開始指令，焊接電源也不會進行燃弧焊接。知識準備1.3.4安全操作規(guī)程焊接機器人編程與維護實訓工作站應(yīng)用的崗位角色主要分為操作者、程序員和維護工程師三種。工作任務(wù)崗位角色操作者程序員維護工程師啟動或關(guān)閉機器人工作站〇〇〇啟動任務(wù)程序〇〇〇選擇任務(wù)程序〇〇選擇運行方式〇〇〇工具中心點標定〇〇機器人零點校準〇〇系統(tǒng)參數(shù)配置〇〇任務(wù)編程調(diào)試〇〇系統(tǒng)投入運行〇日常保養(yǎng)維護〇設(shè)備故障維修〇系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)〇設(shè)備吊裝運輸〇說明：符號“〇”表示該作業(yè)可以由該崗位人員完成。知識準備在使用焊接機器人編程與維護實訓工作站時，首先必須設(shè)法確保使用者的安全。使用焊接機器人編程與維護實訓工作站的一般性注意事項如下：1）焊接機器人編程與維護實訓工作站的各使用者，應(yīng)接受機器人廠商主辦的培訓課程。2）在設(shè)備運轉(zhuǎn)時，即使機器人看上去已經(jīng)停止，也可能是因為機器人在等待啟動信號而處在即將動作的狀態(tài)。此種狀態(tài)下，應(yīng)將機器人視為正在動作中。為確保使用者的安全，應(yīng)以警報燈或蜂鳴器告知使用者機器人處于動作狀態(tài)。3）務(wù)必在焊接機器人編程與維護實訓工作站的周圍設(shè)置安全房和安全門，以防止使用者隨意進入安全柵欄內(nèi)。安全門上應(yīng)設(shè)置聯(lián)鎖裝置、安全插銷等，以便使用者打開安全門時，機器人會立即停止。集成控制單元在設(shè)計上可以連接來自此類聯(lián)鎖裝置的信號。當安全門鎖打開時，通過此信號，可使機器人急停。知識準備4）周邊設(shè)備均應(yīng)連接地線。5）應(yīng)盡可能將周邊設(shè)備設(shè)置在機器人的工作空間之外。6）應(yīng)在地板上清晰地劃出機器人的工作空間，以便使用者了解機器人（包含握持工具）的動作范圍。7）應(yīng)在地板上設(shè)置腳墊警報開關(guān)或安裝上光電開關(guān)，當使用者將要進入機器人的動作范圍時，通過蜂鳴器或警示燈等發(fā)出警報，使機器人停下，以確保使用者的安全。8）應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置鎖具，使除操作者以外的人員不能接通機器人的電源。控制裝置上所使用的斷路器，可以通過上鎖來禁止通電。9）在進行周邊設(shè)備單元的調(diào)試時，務(wù)必先斷開機器人的電源后再進行調(diào)試。10）在使用操作面板和示教器時，由于戴上手套可能出現(xiàn)誤操作，所以務(wù)必摘下手套后再進行作業(yè)。11）任務(wù)程序和系統(tǒng)變量等信息可以保存到存儲卡等存儲介質(zhì)中。為防止因意外事故而引起數(shù)據(jù)丟失的情形，建議用戶定期保存數(shù)據(jù)。12）搬運或安裝機器人時，務(wù)必按照正確方法進行操作。知識準備13）在安裝好以后首次操作機器人時，務(wù)必以低速進行，然后逐漸加快速度，并確認是否有異常。14）在操作機器人時，務(wù)必在確認安全防護房內(nèi)沒有人員后再進行操作。同時，應(yīng)檢査機器人是否存在潛在的危險，當確認存在潛在危險時，務(wù)必排除危險之后再進行操作。15）不要在以下環(huán)境中使用機器人：①可燃性環(huán)境。②有爆炸可能的環(huán)境。③受無線電干擾的環(huán)境。④水中或高濕度環(huán)境。⑤以運輸人或動物為目的環(huán)境。⑥爬到機器人上面或懸垂于其下。否則，不僅會給機器人和周邊單元設(shè)備造成不良影響，而且還可能導致使用者受重傷。16）在連接與急停相關(guān)的周邊設(shè)備單元（安全門鎖等）和機器人的各類信號（外部急停等）時，務(wù)必確認急停動作，以避免出現(xiàn)錯誤連接。任務(wù)實施完成焊接機器人編程與維護實訓工作站安全防護單元點檢工作，包括急停按鈕的位置和狀態(tài)確認、自動升降遮光屏的狀態(tài)確認、焊接電源的狀態(tài)確認。項目評價項目任務(wù)評價內(nèi)容配分得分焊接機器人安全操作焊接機器人編程與維護實訓工作站認知熟悉焊接機器人編程與維護實訓工作站的基本組成30焊接機器人編程與維護實訓工作站安全標志安裝正確安裝安全標志30焊接機器人編程與維護實訓工作站安全防護裝置檢查正確穿戴安全護具、檢查安全隱患40合計100項目二焊接機器人系統(tǒng)選型配置CONTENTS1任務(wù)2.1機器人焊接工藝分析2任務(wù)2.2焊接機器人系統(tǒng)選型證書技能要求焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級要求（初級）2.1.1能根據(jù)焊接任務(wù)，分析影響機器人焊接的主要因素2.1.2能根據(jù)焊接位置、坡口及接頭形式，選用適合機器人焊接的工藝方法2.1.3能根據(jù)焊接位置、坡口及接頭形式，調(diào)整焊槍角度及焊絲干伸長2.1.4能根據(jù)焊接位置、坡口及接頭形式，選配機器人焊接相關(guān)功能2.1.5能根據(jù)焊接缺陷類型，分析產(chǎn)生原因及預(yù)防措施2.2.1能根據(jù)自動焊組成要素，熟知焊接機器人基本組成2.2.2能根據(jù)設(shè)備說明書，熟知焊接機器人主要技術(shù)指標含義2.2.3能根據(jù)設(shè)備說明書，熟知焊接電源主要技術(shù)指標含義2.2.4能根據(jù)焊接要求，熟知周邊設(shè)備與防護裝置2.3.1能根據(jù)焊接工藝和技術(shù)指標，選擇焊接機器人2.3.2能根據(jù)焊接工藝和技術(shù)指標，選擇焊槍電源及焊槍2.3.3能根據(jù)焊接工藝和技術(shù)指標，選配周邊設(shè)備2.3.4能根據(jù)機器人焊接安全規(guī)范，選配安全防護裝置項目目標熟知常用的焊接方法和焊接坡口形式。熟知影響機器人焊接質(zhì)量的主要因素。熟知常見的焊接缺陷及產(chǎn)生的原因。熟知焊接機器人系統(tǒng)基本組成及組成設(shè)備的主要技術(shù)指標。能根據(jù)焊接任務(wù)要求，選擇合適的焊接工藝方法。能根據(jù)焊接任務(wù)要求，選配焊接機器人系統(tǒng)。能根據(jù)焊接任務(wù)要求，選配周邊設(shè)備。能根據(jù)安全操作規(guī)范，選配安全防護裝置。知識目標能力目標學習導圖機器人焊接工藝分析任務(wù)2.1任務(wù)描述在制訂機器人焊接工藝前，首先要對被焊工件和焊材有著充分的了解，根據(jù)焊件的技術(shù)要求，通過工藝分析，運用機器人焊接工藝知識來擬定機器人的焊接方案，并充分考慮焊接順序、關(guān)鍵點的處理、焊槍角度及機器人的姿態(tài)等問題。本任務(wù)以挖掘機動臂機器人焊接為例，進行焊接工藝分析。知識準備2.1.1常用機器人焊接工業(yè)方法知識準備根據(jù)設(shè)計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀和尺寸的溝槽，稱為坡口。根據(jù)板厚不同，對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成V形、X形、K形和U形等坡口。2.1.2常見焊接位置、焊接坡口及焊接接頭形式知識準備焊接過程中在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象，稱為焊接缺陷。焊接過程中產(chǎn)生的焊接缺陷可通過調(diào)整焊接工藝參數(shù)和焊接順序，規(guī)范機器人編程等措施進行預(yù)防和改進。2.1.3焊接缺陷知識準備在操作焊接設(shè)備（系統(tǒng)）進行手工焊接和自動焊接時會受到各種條件的影響和制約。2.1.4影響機器人焊接的主要因素知識準備焊接方向是指操作者或機器人焊接時采用由右向左焊接還是由左向右焊接。稱為左向焊法，焊槍噴嘴與焊接方向呈鈍角（>90°）稱為右向焊法，焊槍噴嘴與焊接方向呈銳角（<90°）焊接角度是焊槍與母材之間在焊接時形成的角度2.1.5焊接角度、焊接方向、焊接位置與焊縫成形知識準備對接焊縫焊接方向與焊接角度對焊縫成形的影響角焊縫焊接方向與焊接角度對焊縫成形的影響知識準備影響焊縫成形質(zhì)量的操作因素有：焊件傾斜角度、焊槍行走角度、角焊縫焊槍行走角度、焊絲干伸長度、焊絲指向位置、焊接規(guī)范等。焊件傾斜角度對焊縫成形的影響（箭頭表示熔接方向）焊槍行走角度對焊縫成形的影響知識準備角焊縫焊槍行走角度對焊縫成形的影響焊絲干伸長度對焊縫成形的影響知識準備焊絲指向位置對焊縫成形的影響焊接規(guī)范對焊縫成形的影響知識準備2.1.6機器人與焊接工藝功能知識準備擺焊作業(yè)

是一種焊槍在沿焊縫方向前進的同時，進行橫向、有規(guī)律擺動的焊接工藝。采用擺焊不僅能增加焊縫寬度，提高焊接強度，而且還能改善根部透度和結(jié)晶性能。因此，擺焊在金屬材料角焊以及中、厚板坡口寬的焊接作業(yè)時廣泛應(yīng)用。知識準備機器人在進行擺焊作業(yè)時需設(shè)定擺焊坐標系、擺焊方向、擺焊操作角、擺焊隆起量等參數(shù)。a）擺焊坐標系b）擺焊方向c）擺焊操作角d）擺焊中央隆起量e）擺焊角度f）擺焊圓半徑任務(wù)實施實施前準備挖掘機動臂技術(shù)圖樣、動臂數(shù)模等基礎(chǔ)資料、動臂焊件實物。為方便實操學習，挖掘機動臂按1：50比例縮小。任務(wù)實施實施步驟實施步驟工藝分析工藝確定1.材質(zhì)分析動臂結(jié)構(gòu)件材料為Q345D及35鋼焊接工藝方法為熔化極惰性氣體保護焊焊絲為ER50-6（φ1.2mm）2.焊件尺寸誤差分析由于焊件重復定位精度遠不能滿足±0.5mm，為保證焊接質(zhì)量，需采用輔助功能。采用擺焊功能、接觸式焊縫尋位功能、電弧跟蹤功能3.定位焊縫分析自動焊接前需在工裝上進行定位和固定，以保證焊接尺寸要求定位焊縫長度（L）：20mm≤

L≤350mm焊縫間距（d）：150mm≤

d≤300mm4.焊接坡口分析焊接相同部位焊縫，焊接參數(shù)和焊縫填充量均一致。在實際焊接過程中，下料件尺寸及拼焊存在累計誤差對接焊縫坡口根部間隙保證在3～6mm，編程則以坡口根部問隙4.5mm為基準5.焊接變形及預(yù)防措施焊接時，由于局部高溫加熱導致在動臂內(nèi)部產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形采用機器人擺焊功能及合理編排焊接順序焊接機器人系統(tǒng)選型任務(wù)2.2任務(wù)描述以挖掘機動臂為例，根據(jù)中、厚板部件的焊接特點以及動臂產(chǎn)品的尺寸要求和焊接要求，對焊接機器人系統(tǒng)配置、示教編程和焊接作業(yè)對中、厚板焊接機器人系統(tǒng)提出如下要求。選用的機器人運動半徑、重復定位精度應(yīng)覆蓋動臂的焊接范圍，達到自動焊接要求選用的焊接機器人系統(tǒng)應(yīng)具備解決“示教量大，示教修改頻繁”問題的性能，需要有減輕作業(yè)者負擔的操作性和應(yīng)答性選用的焊接機器人系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)工件的裝配誤差、安裝夾具、變位器的誤差等因素選用