機器人焊接課件：揭秘焊接機器人的神秘面紗

機器人焊接揭秘焊接機器人的神秘面紗2.1.2

焊接機器人的系統(tǒng)組成2.2.1

安全防護(hù)裝置2.2.2

常見安全標(biāo)志2.2.3安全操作規(guī)程2.2.4

焊接勞保用品2.1.1

焊接機器人的常見分類

任務(wù)2.1焊接機器人系統(tǒng)認(rèn)知

任務(wù)2.2焊接機器人安全認(rèn)知2.1.3焊接機器人的工作原理項目任務(wù)

揭秘焊接機器人的神秘面紗學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)導(dǎo)圖任務(wù)分析知識測評知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展拓展閱讀知識、技能、素養(yǎng)能夠識別常見焊接機器人的系統(tǒng)組成。能夠闡明焊接機器人的工作原理。能夠辨識焊接機器人的安全標(biāo)志及其表達(dá)內(nèi)容。知識學(xué)習(xí)返回目錄1/50技能訓(xùn)練素養(yǎng)提升能夠完成焊接機器人系統(tǒng)的模塊辨識及功能描述。能夠遵循安全操作規(guī)程，完成安全警示。弘揚工匠精神。培養(yǎng)學(xué)生安全操作意識，樹立愛崗敬業(yè)、一絲不茍的工匠精神。用發(fā)展的眼光看待人機協(xié)作在實際生產(chǎn)生活的應(yīng)用，辯證思考人機關(guān)系，持開放的態(tài)度擁抱技術(shù)迭代。任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)燈塔傳承返回目錄知識地圖2/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)燈塔傳承火箭“心臟”的焊接人--鳳林，是百萬年薪加北京兩套房也挖不走的中國第一“焊將”。一個把中國一半以上的火箭送上天的男人，幾十年如一日，他只做一件事，主業(yè)焊接火箭心臟，閑暇焊接?xùn)|風(fēng)導(dǎo)彈。高鳳林在火箭發(fā)動機焊接工作崗位上，刻苦鉆研，大膽創(chuàng)新，實現(xiàn)技術(shù)革新近百項。提出和創(chuàng)造多層快速連續(xù)堆焊加機械導(dǎo)熱等多項新工藝方法，攻克運載火箭發(fā)動機大噴管焊接難關(guān)，高標(biāo)準(zhǔn)地完成多種運載火箭重要部件的焊接任務(wù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)導(dǎo)圖燈塔傳承任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析高鳳林3/502.1焊接機器人系統(tǒng)認(rèn)知通過辨識1+X“焊接機器人編程與維護(hù)”中級職業(yè)技能培訓(xùn)工作站的模塊組成及其功能，達(dá)到對機器人焊接應(yīng)用系統(tǒng)集成的初步認(rèn)知。任務(wù)提出4/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄工業(yè)機器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用可以看作是焊接（工藝）系統(tǒng)和機器人（執(zhí)行）系統(tǒng)的深度融合。焊接機器人是焊接工藝的執(zhí)行“載體”，負(fù)責(zé)攜帶焊槍沿規(guī)劃路徑作業(yè)；焊接系統(tǒng)為焊接工藝的能源“核心”，提供熔化工件和填充材料的電弧熱源；工藝輔助設(shè)備是焊接工藝的綠色“助手”，確保待焊工件姿態(tài)及作業(yè)環(huán)境條件處于最佳；傳感系統(tǒng)為焊接工藝的執(zhí)行“向?qū)А保?fù)責(zé)感知作業(yè)環(huán)境變化，使機器人的作業(yè)和動作更加精準(zhǔn)和穩(wěn)定。2.1.1焊接機器人的常見分類汽車車身頂部智能化激光釬焊機器人汽車后立柱（C柱）電阻點焊機器人汽車消音器弧焊機器人汽車車身激光焊接機器人焊接機器人在汽車制造中的應(yīng)用5/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.1焊接機器人的常見分類按照采用的焊接工藝方法的不同，可將焊接機器人分為壓焊機器人、熔焊機器人和釬焊機器人三大類。焊接機器人分類焊接機器人壓焊機器人熔焊機器人釬焊機器人點焊機器人縫焊機器人攪拌摩擦焊接機器人弧焊機器人高能束縛焊接機器人復(fù)合熱源焊接機器人烙鐵釬焊機器人激光釬焊機器人超聲波釬焊機器人6/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成焊接機器人種類繁多，其系統(tǒng)組成也因待焊工件的材質(zhì)、接頭形式、工藝方法等不同而各不相同。下面以所示的弧焊機器人系統(tǒng)為例，闡述目前主流的熔焊機器人、壓焊機器人和釬焊機器人的系統(tǒng)組成?；『笝C器人系統(tǒng)1—外部操作盒2—控制器（含示教盒）3—焊接電源4—冷卻裝置5—機器人焊槍（含防碰撞傳感器）6—操作機7—焊接煙塵凈化器8—送絲機構(gòu)9—平衡器10—焊接變位機11—自動清槍器7/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成焊接機器人同樣是由操作機和控制器兩大部分組成。為避免焊槍電纜在機器人運動過程中因與周邊環(huán)境等干涉而影響焊接穩(wěn)定性，世界著名工業(yè)機器人制造商先后研制出中空手腕和七軸本體構(gòu)型。1、焊接機器人為克服電纜運動干涉,將機器人第四軸和第六軸設(shè)計成中空結(jié)構(gòu)，焊槍電纜內(nèi)藏于機器人操作機。為進(jìn)一步解決因焊接電纜扭曲而引起的送絲波動現(xiàn)象，采用將電纜內(nèi)藏而送絲軟管外置。一般將送絲機構(gòu)安裝在焊接機器人第三軸上。焊接機器人中空手腕構(gòu)型(1)中空手腕結(jié)構(gòu)8/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成下圖所示，為一種典型的七軸驅(qū)動再現(xiàn)人類“肘部”動作的中空手腕焊接機器人。1、焊接機器人(2)七軸本體構(gòu)型七軸中空手腕焊接機器人構(gòu)型9/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成1、焊接機器人焊接機器人機械結(jié)構(gòu)主要特征參數(shù)機器人類別指標(biāo)參數(shù)指標(biāo)要求結(jié)構(gòu)型式以垂直多關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)為主軸數(shù)（關(guān)節(jié)數(shù)）一般為6～9軸自由度通常具有六個自由度額定負(fù)載3～20kg（高能束焊接機器人為30～50kg）工作半徑800～2200mm位姿重復(fù)性±0.02～±0.08mm基本動作控制方式PTP和CP兩種方式安裝方式固定式（落地式、懸掛式），移動式（地軌式、龍門式）10/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成1、焊接機器人焊接機器人機械結(jié)構(gòu)主要特征參數(shù)機器人類別指標(biāo)參數(shù)指標(biāo)要求結(jié)構(gòu)形式以垂直多關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)為主軸數(shù)（關(guān)節(jié)數(shù)）一般為6～7軸自由度通常具有六個自由度額定負(fù)載50～350kg工作半徑1600～3600mm位姿重復(fù)性±0.07～±0.3mm基本動作控制方式PTP和CP兩種方式安裝方式固定式（落地式、懸掛式）11/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成1、焊接機器人焊接機器人機械結(jié)構(gòu)主要特征參數(shù)機器人類別指標(biāo)參數(shù)指標(biāo)要求結(jié)構(gòu)形式平面多關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)和垂直多關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)軸數(shù)（關(guān)節(jié)數(shù)）一般為4～6軸自由度通常具有4～6個自由度額定負(fù)載≤6kg工作半徑300～600mm位姿重復(fù)性±0.01～±0.02mm基本動作控制方式PTP和CP兩種方式安裝方式固定式（臺面固定安裝）12/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成1、焊接機器人在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件體積或質(zhì)量較大的自動化應(yīng)用場合，可以賦予焊接機器人“下肢”移動功能。例如，將操作機安裝在1～3軸地裝移動平臺，或以側(cè)掛、倒掛等方式集成在多軸龍門移動平臺，成為復(fù)合型（龍門式）焊接機器人，如下圖，可有效拓展機器人的工作空間以及提高機器人的利用率。13/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄龍門式（復(fù)合型）焊接機器人2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成1、焊接機器人機器人類別制造廠商焊接軟件包熔焊機器人ABBRobotWareArc，Productionmanager，VirtualArcKUKAKUKA.ArcTech，KUKA.LaserTech，KUKA.MultiLayer，ready2_arcFANUCArcTool，LaserTool，ServoTorch，SmartArcYaskawa-MOTOMANUniversalWeldcomInterfaceKawasakiKCONGKOBELCOAP-SUPPORT，ARCMAN?PLUS壓焊機器人ABBRobotWareSpotKUKAKUKA.ServoGun，ready2_spotFANUCSpotTool釬焊機器人UNIXTSCOWIN，TSUTSUMISELSoftwareTSUTSUMIUSW-RK410RE各類焊接機器人功能軟件包14/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成2、焊接系統(tǒng)焊接系統(tǒng)是機器人完成自動化焊接作業(yè)的核心工藝設(shè)備。由于焊接工藝方法的不同，熔焊、壓焊和釬焊所用焊接設(shè)備的差異較大，主要體現(xiàn)在焊接電源和設(shè)備接口方面。有關(guān)熔焊、壓焊和釬焊所用的典型設(shè)備及功能見下表。工藝方法設(shè)備名稱設(shè)備功能設(shè)備示例熔焊（弧焊）焊接電源為焊接提供電流、電壓，并具有適合弧焊和類似工藝所需特性的設(shè)備。常見的弧焊電源主要有弧焊發(fā)電機、弧焊變壓器和弧焊整流器等送絲機構(gòu)將焊絲輸送至電弧或熔池，并能進(jìn)行送絲控制的裝置，可以自帶送絲電源（一體式）或不帶送絲電源（分體式），主要有推絲、拉絲和推拉絲三種送絲形式15/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成2、焊接系統(tǒng)工藝方法設(shè)備名稱設(shè)備功能設(shè)備示例熔焊（弧焊）機器人焊槍在弧焊、切割或類似工藝過程中，能提供維持電弧所需電流、氣體、冷卻液、焊絲等必要條件的裝置，主要有空冷焊槍（小電流施焊）和水冷焊槍（大電流施焊）兩種冷卻裝置機器人在進(jìn)行長時間焊接作業(yè)時，焊槍會產(chǎn)生大量的熱量，常用冷卻裝置保證機器人焊接系統(tǒng)正常工作，采用Ar、He保護(hù)焊，當(dāng)電流大于200A時可采用CO2保護(hù)焊且間斷通電，當(dāng)電流大于500A時，均采用水冷系統(tǒng)氣路裝置氣路裝置是存儲輸送弧焊、切割或類似工藝時所需氣體的裝置，可采用單獨氣瓶供氣或集中供氣兩種形式16/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)（續(xù)）返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成2、焊接系統(tǒng)工藝方法設(shè)備名稱設(shè)備功能設(shè)備示例點焊（壓焊）焊接控制器焊接控制器是由微處理器及部分外圍接口芯片組成的控制系統(tǒng)，它可根據(jù)預(yù)定的焊接監(jiān)控程序，完成焊接參數(shù)（如電流、壓力、時間等）輸入、焊接程序控制、焊鉗行程以及夾緊/松開動作設(shè)置，并實現(xiàn)與機器人控制柜、示教器的通信冷卻裝置為及時散熱，保護(hù)變壓器和鉗體，點焊機器人須配置水冷系統(tǒng)，包括進(jìn)水閥門和回水閥門等機器人焊鉗除提供焊接回路、傳導(dǎo)焊接電流外，還提供焊接壓力；按外形結(jié)構(gòu)主要有C型和X型兩種；按驅(qū)動方式有氣動焊鉗和伺服焊鉗兩種17/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)（續(xù)）返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成2、焊接系統(tǒng)工藝方法設(shè)備名稱設(shè)備功能設(shè)備示例烙鐵釬焊控制器加熱控制器集中管理所有的焊接條件，如加熱時間、焊錫數(shù)量等焊絲供給裝置主要用于實現(xiàn)高精度焊絲供給烙鐵式焊接頭點焊、直線焊接通用18/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)（續(xù)）返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成2、焊接系統(tǒng)對于某些長時間、無中斷的自動化焊接場合，建議采用下圖所示桶裝焊絲（250～350kg）、送絲輔助機構(gòu)和伺服拉絲焊槍，這樣可以有效延長送絲距離，提高機器人焊接的生產(chǎn)率和工作空間。1—送絲輔助機構(gòu)2—送絲機構(gòu)3—機器人伺服拉絲焊槍19/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成2、焊接系統(tǒng)雙絲復(fù)合焊是近年發(fā)展起來的一種高速、高效復(fù)合熱源的焊接方法。復(fù)合熱源焊接可以降低對裝配間隙的要求，增加工藝適應(yīng)性，減少焊接缺陷和降低焊接成本。復(fù)合熱源焊接雙絲復(fù)合焊激光-電弧復(fù)合焊20/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成3、工藝輔助設(shè)備工藝方法設(shè)備名稱設(shè)備功能設(shè)備示例熔焊焊接工作臺及焊接夾具主要用于放置工件并將工件準(zhǔn)確定位與夾緊，以保證裝配質(zhì)量。焊接夾具按動力源可分為手動、氣動、液壓、磁力、電動和混合式夾具等焊接變位機主要是將被焊工件轉(zhuǎn)動及移動到最佳的焊接位置（如平焊位置和船形焊位置），按照驅(qū)動電動機數(shù)量的不同，可將其分為單軸、雙軸、三軸和復(fù)合型變位機等焊渣除銹裝置一般采用氣動（針束）除銹器，用于清除焊縫表面渣殼和飛濺等自動清槍器用于清理焊槍噴嘴內(nèi)的積塵和飛濺并向噴嘴內(nèi)噴防飛濺液，剪除多余焊絲，保證焊槍干伸長度，確保引弧；延長焊槍壽命，提高焊接工作效率焊槍更換裝置在自動焊接運行中，機器人自動完成焊槍前端組合的直插式更換，操作人員無須進(jìn)入焊接區(qū)更換焊槍，無須停下機器人的運作可直接完成，大大提高機器人的運作效率21/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成3、工藝輔助設(shè)備要實現(xiàn)機器人高效和安全的自動化焊接作業(yè)，除保持焊接機器人與焊接系統(tǒng)之間的高度協(xié)同之外，還需要夾緊、定位、清槍、除塵和防護(hù)等周邊（工藝）輔助設(shè)備。下圖為對焊接煙塵處理常見的兩種有效途徑。焊接煙塵凈化器單機（移動）式煙塵凈化器中央/集成式煙塵凈化器22/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成3、工藝輔助設(shè)備工藝方法設(shè)備名稱設(shè)備功能設(shè)備示例點焊（壓焊）焊接工裝夾具同弧焊機器人類似，用于工件的準(zhǔn)確定位與夾緊，保證裝配質(zhì)量電極修磨器用于電極頭工作面氧化磨損后的修磨，可提高生產(chǎn)率，也可避免操作人員頻繁進(jìn)入生產(chǎn)線帶來的安全隱患烙鐵釬焊烙鐵頭清潔器用于烙鐵咀清洗，具有清潔時防止焊錫隨處飛濺、減少清潔時烙鐵頭的溫度下降、改善焊接工作環(huán)境、改善產(chǎn)品質(zhì)量的作用，適用于高精細(xì)焊接工作23/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成4、傳感系統(tǒng)焊接機器人（尤其熔焊機器人）的應(yīng)用環(huán)境有其自身的特殊性與復(fù)雜性，諸如弧光、煙塵、飛濺和復(fù)雜電磁環(huán)境等耦合干擾因素以及加工裝配誤差、焊接熱變形等實際工況變化。下表列出了機器人熔焊作業(yè)過程（裝配和焊接）配置的實用傳感器。制造工序傳感器名稱傳感器功能傳感軟件包傳感器示例裝配防碰撞傳感器在碰撞過程中能偵測到碰撞的發(fā)生，給機器人控制器發(fā)送反饋信號，提示機器人緊急停止運行，避免焊槍嚴(yán)重受損---裝配激光位移傳感器主要完成工件設(shè)置點位的初始位置標(biāo)定和焊接過程中對應(yīng)設(shè)置點位的變形量檢測---熔焊機器人實用傳感器24/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.2焊接機器人的系統(tǒng)組成4、傳感系統(tǒng)制造工序傳感器名稱傳感器功能傳感軟件包傳感器示例焊接紅外測溫儀主要負(fù)責(zé)焊前預(yù)熱以及焊接過程中層間溫度的檢測---接觸傳感器通過焊絲與工件的碰觸，實現(xiàn)高精度的焊縫初始尋位KUKA.TouchSense,FANUCTouchSensor等電弧傳感器通過檢測機器人焊槍擺動過程中焊接電流和電弧電壓等信號，實現(xiàn)對焊縫位置的實時自動跟蹤KUKA.SeamTech,FANUCThru-ArcSeamTracking(TAST),MOTOMANCOMARC等激光視覺傳感器通過檢測激光發(fā)射結(jié)構(gòu)光信號獲取接頭和坡口圖像信息，實現(xiàn)焊槍對中焊縫中心FANUCiRVision、MotoSight2D、VisionGuide等熔焊機器人實用傳感（續(xù)）25/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.3焊接機器人的工作原理1、示教-再現(xiàn)目前市面上的焊接機器人主要是計算智能機器人和傳感智能機器人，其工作原理為“示教-再現(xiàn)”。焊接機器人的示教-再現(xiàn)26/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄再現(xiàn)是通過存儲內(nèi)容的“回放”，機器人能夠在一定精度范圍內(nèi)按照邏輯指令重復(fù)執(zhí)行任務(wù)程序記錄的動作。示教是指編程員以在線或離線方式導(dǎo)引機器人，逐步按實際作業(yè)內(nèi)容“調(diào)教”機器人，并以任務(wù)程序的形式將上述過程逐一記憶下來，存儲在機器人控制器內(nèi)的SRAM（StaticRandomAccessMemory）中。2.1.3焊接機器人的工作原理1、示教-再現(xiàn)(1)運動學(xué)正解運動學(xué)正解也稱正向運動學(xué)，已知一機械桿系關(guān)節(jié)的各坐標(biāo)值，求該桿系內(nèi)兩個部件坐標(biāo)系間的數(shù)學(xué)關(guān)系。機器人示教過程中，機器人控制器逐點進(jìn)行運動學(xué)正解運算，解決的是“去哪兒”（Where）問題，如圖a)所示。(2)運動學(xué)逆解運動學(xué)逆解也稱逆向運動學(xué)，已知一機械桿系兩個部件坐標(biāo)系間的關(guān)系，求該桿系關(guān)節(jié)各坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)關(guān)系。當(dāng)機器人再現(xiàn)時，機器人控制器逐點進(jìn)行運動學(xué)逆解運算，將角矢量分解到操作機的各關(guān)節(jié)，解決的是“怎么去？”（How）問題，如圖b）所示。27/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.3焊接機器人的工作原理2、運動控制(1)點位控制（PoseToPoseControl）點位控制也稱PTP控制，是編程員只將目標(biāo)指令位姿賦予焊接機器人，而對位姿間所遵循的路徑不作規(guī)定的控制方法。PTP控制只要求機器人末端執(zhí)行器（焊槍）的指令位姿精度，而不保證指令位姿間所遵循的路徑精度。(2)連續(xù)路徑控制（ContinuousPathControl）連續(xù)路徑控制也稱CP控制，CP控制不僅要求機器人末端執(zhí)行器到達(dá)目標(biāo)指令位姿的精度，而且應(yīng)保證機器人能沿指令路徑在一定精度范圍內(nèi)重復(fù)運動。工業(yè)機器人的點位控制和連續(xù)路徑控制28/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.3焊接機器人的工作原理2、運動控制(3)軌跡控制（TrajectoryControl）軌跡控制是包含速度規(guī)劃的連續(xù)路徑控制。焊接機器人示教流程如下圖所示。焊接機器人的軌跡插補29/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄2.1.3焊接機器人的工作原理2、運動控制(3)軌跡控制（TrajectoryControl）焊接機器人通過其關(guān)節(jié)控制器對主控制器發(fā)出的關(guān)節(jié)目標(biāo)位置進(jìn)行均勻細(xì)分，并逐點驅(qū)動電機以實現(xiàn)平滑運動。同時，利用光電編碼器實時監(jiān)測關(guān)節(jié)位置與速度，與設(shè)定目標(biāo)進(jìn)行比對反饋，實時調(diào)整誤差，確保精準(zhǔn)定位。焊接機器人的位置控制30/50任務(wù)分析知識準(zhǔn)備任務(wù)提出燈塔傳承學(xué)習(xí)導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)返回目錄任務(wù)實施序號系統(tǒng)模塊名稱模塊功能描述123456789下圖所示為1+X“焊接機器人編程與維護(hù)”中級職業(yè)技能培訓(xùn)工作站。請辨識圖中標(biāo)號的系統(tǒng)模塊名稱。31/50任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄任務(wù)拓展?請列舉3～5個你所熟知的焊接機器人應(yīng)用場景，并簡要說明各應(yīng)用場景中焊接機器人系統(tǒng)配置的差異。32/50任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄擴展閱讀FANUC焊接機器人焊接機器人和焊接電源是標(biāo)準(zhǔn)焊接機器人系統(tǒng)組成中的兩種不同功能核心設(shè)備。FANUC公司的產(chǎn)品優(yōu)勢在于焊接機器人，目前已成功研制生產(chǎn)ARCMate50iD、ARCMate100iD和ARCMate120iD等近十種型號的弧焊機器人。各型號焊接機器人提供有模擬量通信、現(xiàn)場總線通信和工業(yè)以太網(wǎng)通信等標(biāo)準(zhǔn)通信接口，滿足機器人系統(tǒng)集成商或客戶對國內(nèi)外主流品牌焊接電源成套系統(tǒng)集成的需求。33/50任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展拓展閱讀知識測評返回目錄2.2焊接機器人安全認(rèn)知通過安裝（貼）焊接機器人工作站的安全標(biāo)志，使學(xué)員熟知常見的機器人安全標(biāo)志、防護(hù)裝置和操作規(guī)程。任務(wù)提出34/50任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄焊接機器人是一套集光、機、電于一體的柔性數(shù)字化裝備，其應(yīng)用編程、調(diào)試和維護(hù)過程中的作業(yè)安全至關(guān)重要。從工藝角度而言，伴隨焊接過程產(chǎn)生的煙塵、弧光、噪聲、廢氣、殘渣、飛濺和電磁輻射等可能危害人體健康；從設(shè)備角度來講，焊接機器人末端最高速度可達(dá)2～4m/s，尤其焊槍前端為裸露的鋼質(zhì)焊絲，稍有不慎將發(fā)生碰撞和劃傷等人機損傷行為。因此，規(guī)范管理和維護(hù)焊接機器人的安全標(biāo)識，是安全、高效使用機器人焊接的首要前提。2.2.1安全防護(hù)裝置現(xiàn)有市場上應(yīng)用的焊接機器人絕大部分屬于傳統(tǒng)工業(yè)機器人，需要在焊接機器人工作區(qū)域內(nèi)使用固定式防護(hù)裝置（可拆卸的護(hù)欄、屏障、保護(hù)罩等）或活動式防護(hù)裝置（手動操作或電動的各種門和保護(hù)罩等）規(guī)劃出安全作業(yè)空間。35/50任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄2.2.1安全防護(hù)裝置現(xiàn)有市場上應(yīng)用的焊接機器人絕大部分屬于傳統(tǒng)工業(yè)機器人，需要在焊接機器人工作區(qū)域內(nèi)使用固定式防護(hù)裝置（可拆卸的護(hù)欄、屏障、保護(hù)罩等）或活動式防護(hù)裝置（手動操作或電動的各種門和保護(hù)罩等）規(guī)劃出安全作業(yè)空間。?為確保機器人作業(yè)過程安全，主流機器人控制器基本都采用雙保險安全回路。?FANUC機器人控制器內(nèi)的急停安全控制板上提供有外部緊急停止（EES）、安全護(hù)欄（EAS）輸入端子和外部緊急停止（ESPB）輸出端子。36/50任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄2.2.2常見安全標(biāo)志為預(yù)防焊接機器人系統(tǒng)安調(diào)、編程和維護(hù)過程中的安全事故，通常在機器人系統(tǒng)各模塊的醒目位置安裝（貼）相應(yīng)的安全標(biāo)志。當(dāng)心焊接飛濺當(dāng)心高溫表面注意安全當(dāng)心宏光當(dāng)心焊接煙塵當(dāng)心高氣壓氣體當(dāng)心機械人當(dāng)心觸電任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄37/502.2.2常見安全標(biāo)志為預(yù)防焊接機器人系統(tǒng)安調(diào)、編程和維護(hù)過程中的安全事故，通常在機器人系統(tǒng)各模塊的醒目位置安裝（貼）相應(yīng)的安全標(biāo)志。禁止吸煙禁止依靠必須戴防塵口罩必須戴安全帽必須穿防護(hù)鞋必須戴焊接面罩必須穿焊工工作服必須戴焊工手套任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄38/502.2.3安全操作規(guī)程工業(yè)機器人及其系統(tǒng)和生產(chǎn)線的相關(guān)潛在危險（如機械危險、電氣危險和噪聲危害等）已得到廣泛承認(rèn)。鑒于工業(yè)機器人在應(yīng)用中的危險具有可變性質(zhì)，相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中，提供了從事工業(yè)機器人系統(tǒng)集成、安裝、功能測試、編程、操作、保養(yǎng)和維修人員的安全防護(hù)準(zhǔn)則。1、手動模式（手動降速模式和手動高速模式）1）嚴(yán)禁攜帶水杯和飲品進(jìn)入操作區(qū)域。2）嚴(yán)禁用力搖晃和扳動機械臂，禁止在機械臂上掛重物，禁止倚靠機器人控制器或其他控制柜。3）在使用示教盒和操作面板時，為防止發(fā)生誤操作，禁止戴手套進(jìn)行操作，應(yīng)穿戴適合于作業(yè)內(nèi)容的工作服、安全鞋和安全帽等。4）非工作需要，不宜擅自進(jìn)入機器人操作區(qū)域，如果編程人員和維護(hù)技術(shù)人員需要進(jìn)入操作區(qū)域，應(yīng)隨身攜帶示教盒，防止他人誤操作。5）在編程與操作前，應(yīng)仔細(xì)排查系統(tǒng)安全保護(hù)裝置和互鎖功能異常，并確認(rèn)示教盒能正常操作。6）點動機器人時，應(yīng)事先考慮機器人操作機的運動趨勢，宜選用降速模式。7）在點動機器人過程中，應(yīng)排查規(guī)避危險或逃生的退路，以避免由于機器人和外圍設(shè)備而堵塞路線。8）時刻注意周圍是否存在危險，以便在需要的時候可以隨時按下緊急停止按鈕。任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄39/502.2.3安全操作規(guī)程2、自動模式（Auto模式或生產(chǎn)模式）任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄1）執(zhí)行任務(wù)程序前，應(yīng)確認(rèn)安全柵欄或安全防護(hù)區(qū)域內(nèi)沒有非授權(quán)人員停留。2）檢查安全保護(hù)裝置安裝到位且處于運行中，如有任何危險或故障發(fā)生，在執(zhí)行程序前，應(yīng)排除故障或危險并完成再次測試。3）操作人員僅執(zhí)行本人編輯或了解的任務(wù)程序，否則應(yīng)在手動模式下進(jìn)行程序驗證。4）在執(zhí)行任務(wù)過程中，機器人操作機在短時間內(nèi)未做任何動作，切勿盲目認(rèn)為程序執(zhí)行完畢，此時機器人極有可能在等待讓它繼續(xù)動作的外部輸入信號。40/502.2.4焊接勞保用品焊接現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，焊接煙塵、弧光、飛濺、電磁輻射等可能會危害人體健康，因此在焊接作業(yè)開始前須穿戴好勞保用品。焊接勞保用品穿戴示意1）正確佩戴安全帽。進(jìn)入工位區(qū)域前，必須戴好安全帽。2）穿好焊接防護(hù)服。3）穿好絕緣鞋。4）準(zhǔn)備好焊工手套、護(hù)目鏡或面罩。任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄41/50任務(wù)實施本項任務(wù)是在焊接機器人操作機、焊接電源、遮光屏和儲氣瓶保護(hù)柜等合適位置安裝（貼）禁止倚靠標(biāo)志、當(dāng)心觸電標(biāo)志、當(dāng)心弧光標(biāo)志和當(dāng)心爆炸標(biāo)志，從光、機、電、氣四個維度醒目示出焊接機器人工作站的安全警示信息。具體步驟如下：1）安裝（貼）禁止倚靠標(biāo)志2）安裝（貼）當(dāng)心觸電標(biāo)志任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄42/50任務(wù)實施3）安裝（貼）當(dāng)心弧光標(biāo)志4）安裝（貼）當(dāng)心爆炸標(biāo)志5）安裝（貼）當(dāng)心弧光標(biāo)志任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄43/50任務(wù)拓展?請列舉2～3個你所了解的焊接機器人系統(tǒng)防護(hù)裝置，并闡明各防護(hù)裝置的工作原理，以及對機器人運動的影響。任務(wù)提出知識準(zhǔn)備任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展返回目錄44/50擴展閱讀智能協(xié)作機器人焊接隨著智能制造發(fā)展的不斷深入，智能機器人日漸成為機器人產(chǎn)業(yè)向多品種和成熟階段發(fā)展的重要方向。與此同時，人機協(xié)作作為智能機器人發(fā)展的重點領(lǐng)域，通過與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的深度融合，正加速通過協(xié)作機器人這一重要載體釋放出巨大發(fā)展?jié)摿ΑＶ悄軈f(xié)作機器人焊接任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展拓展閱讀知識測評返回目錄45/50知識測評一、填空題焊接機器人的

結(jié)構(gòu)和

結(jié)構(gòu)可以有效克服機器人焊槍電纜在運動過程中與周邊環(huán)境干涉問題?，F(xiàn)在廣泛使用的焊接機器人的基本工作原理是

。操作者手把手教機器人做某些動作，機器人的控制系統(tǒng)以

的形式將其記憶下來的過程稱之為

；機器人按照示教時記錄下來的程序展現(xiàn)這些動作的過程稱之為

。焊接機器人的基本動作控制方式主要包括

和

兩種。當(dāng)進(jìn)行

運動控制時，機器人末端執(zhí)行器既要保證運動的起點和目標(biāo)點位姿，而且應(yīng)保證機器人能沿所期望的軌跡在一定精度范圍內(nèi)跟蹤運動。第一代和第二代焊接機器人通常需要使用

防護(hù)裝置或

防護(hù)裝置確立安全作業(yè)空間。任務(wù)分析任務(wù)實施任務(wù)評價任務(wù)拓展拓展閱讀知識測評示教-再現(xiàn)程序示教再現(xiàn)點位控制連續(xù)路徑控制連續(xù)路徑返回目錄七軸本體中空手腕固定式活動式46/50知識測評一、填空題5.如下圖所示為__________機器人。圖中1是__________；2是__________；3是_________；4是__________；5是_________