工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用（中級(jí)） 課件 第5、6章 機(jī)器人的拓展功能、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用（中級(jí)）機(jī)器人協(xié)調(diào)功能第五章工業(yè)和信息化工業(yè)機(jī)器人技術(shù)技能人才培養(yǎng)工程系列叢書機(jī)器人協(xié)調(diào)功能為了滿足用戶需求，各機(jī)器人制造廠商在進(jìn)行機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，都考慮到了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，采用了模塊化方案，并不斷開發(fā)新的功能模塊，充實(shí)各種功能。01機(jī)器人外部軸機(jī)器人外部軸在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，由于工藝的復(fù)雜性及機(jī)器人本身工作范匣的局限性，機(jī)器人制造廠商開發(fā)出了能擴(kuò)展機(jī)器人工作范圍的變位機(jī)、移動(dòng)軸等，從而解決了很多工藝問題，提高了生產(chǎn)效率。標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人控制系統(tǒng)除了可以負(fù)責(zé)一個(gè)機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)控制，還能負(fù)責(zé)多個(gè)伺服單元的控制，擴(kuò)展的伺服單元包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，通常被稱為外部軸，增加的外部軸只能使用工業(yè)機(jī)器人制造廠商提供的產(chǎn)品。外部軸電機(jī)的功率由機(jī)械負(fù)荷決定，外部軸的數(shù)量由主控單元的能力決定。機(jī)器人外部軸02機(jī)器人協(xié)調(diào)功能機(jī)器人協(xié)調(diào)功能機(jī)器人協(xié)調(diào)功能是指在機(jī)器入控制系統(tǒng)的控制下，機(jī)器人與外部工裝軸或其他機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，完成指定工藝要求的功能。不同機(jī)器人制造廠商的機(jī)器人控制系統(tǒng)所能控制的外部工裝軸或機(jī)器入數(shù)量不同。機(jī)器人協(xié)調(diào)功能協(xié)調(diào)系統(tǒng)類型協(xié)調(diào)系統(tǒng)有單機(jī)與外部軸協(xié)調(diào)系統(tǒng)、雙機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、三機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、雙機(jī)與外部軸協(xié)調(diào)系統(tǒng)四種。1機(jī)器人協(xié)調(diào)功能協(xié)調(diào)系統(tǒng)類型1機(jī)器人協(xié)調(diào)功能協(xié)調(diào)系統(tǒng)類型1機(jī)器人協(xié)調(diào)功能協(xié)調(diào)系統(tǒng)類型單機(jī)與外部軸協(xié)調(diào)系統(tǒng)：一般是指一個(gè)機(jī)器人與單軸或雙軸變位機(jī)的組合。變位機(jī)能實(shí)現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度和翻轉(zhuǎn)角度由實(shí)際生產(chǎn)工藝確定，為保證安全，一般通過系統(tǒng)設(shè)定的軟極限來進(jìn)行限制。變位機(jī)作為機(jī)器人的附加軸與機(jī)器人互連。在硬件配置上，機(jī)器人控制系統(tǒng)中一般要增加額外的伺服控制器等電氣元件。1機(jī)器人協(xié)調(diào)功能協(xié)調(diào)系統(tǒng)類型雙機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)與三機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)：一般是指將兩個(gè)或三個(gè)機(jī)器人通過總線連接起來，按照加工作業(yè)要求，同步完成指定任務(wù)的系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，機(jī)器人一般分為主機(jī)器人和輔機(jī)器人，輔機(jī)器人跟隨主機(jī)器人做法蘭運(yùn)動(dòng)，在編寫程序時(shí)，將示教器與主機(jī)器人連接起來，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡的編輯。1機(jī)器人協(xié)調(diào)功能協(xié)調(diào)系統(tǒng)類型雙機(jī)與外部軸協(xié)調(diào)系統(tǒng)：又稱為擴(kuò)展的主輔機(jī)器人系統(tǒng)。以兩個(gè)或多個(gè)帶附加軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（如線性滑軌、旋轉(zhuǎn)臺(tái)）的機(jī)器人的協(xié)作為基礎(chǔ)，主機(jī)器人與活動(dòng)的附加軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)連接，并且與另一個(gè)在附加軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上的機(jī)器人一起進(jìn)行幾何耦合作業(yè)。1機(jī)器人協(xié)調(diào)功能機(jī)器人雙機(jī)、多機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)2[_＿＿＿龜＿＿＿＿ ([> 機(jī)器人協(xié)調(diào)功能機(jī)器人雙機(jī)、多機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)機(jī)器人雙機(jī)、多機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信通過系統(tǒng)總線進(jìn)行。通過示教器可進(jìn)行程序的一個(gè)加工過程中的協(xié)作，同時(shí)保證運(yùn)動(dòng)同步和程序編輯和修改，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)機(jī)器人在同步。機(jī)器人雙機(jī)、多機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)多用于焊接工藝等。2機(jī)器人協(xié)調(diào)功能機(jī)器人協(xié)調(diào)功能的意義機(jī)器人協(xié)調(diào)功能的意義如下?！f(xié)調(diào)功能使機(jī)器人可以用最好的工作姿態(tài)完成工藝應(yīng)用，極大地提高了工藝質(zhì)量，縮短了工作時(shí)間，優(yōu)化了生產(chǎn)節(jié)拍?！f(xié)調(diào)功能有效避免了機(jī)器人之間及機(jī)器人與工件之間的干涉。通常情況下，我們利用外圍控制系統(tǒng)或機(jī)器人之間的控制信號(hào)來避免碰撞，這種方法不能從根本上避免碰撞的發(fā)生，而協(xié)調(diào)功能利用一個(gè)外圍控制系統(tǒng)很簡單地解決了這個(gè)問題。3機(jī)器人協(xié)調(diào)功能機(jī)器人協(xié)調(diào)功能的意義機(jī)器人協(xié)調(diào)功能的意義如下?！f(xié)調(diào)功能使得在一個(gè)外圍控制系統(tǒng)內(nèi)可以完成機(jī)器人與外部軸或其他機(jī)器人之間的程序編輯，修改方便。·協(xié)調(diào)功能使得多個(gè)機(jī)器人可以協(xié)同運(yùn)動(dòng)，并在完成一個(gè)作業(yè)時(shí)保持高度一致性。303機(jī)器人輸送器同步跟蹤機(jī)器人輸送器同步跟蹤機(jī)器人輸送器同步跟蹤功能能夠使機(jī)器人與輸送器同步運(yùn)行，廣泛應(yīng)用于流水線作業(yè)中，如車身噴漆線、手機(jī)外殼噴涂線等，大大提高了生產(chǎn)效率。其工作方式是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)速度傳感器（編碼器）和一個(gè)檢測(cè)元件，通過光電開關(guān)或行程的輸送器驅(qū)動(dòng)軸上安裝開關(guān)來獲取同步信號(hào)。機(jī)器入從同步點(diǎn)開始，用輸送器的速度修正值修正軌跡，追蹤輸送器上的工件，對(duì)移動(dòng)中的工件進(jìn)行加工。機(jī)器人輸送器同步跟蹤在輸送器靜止時(shí)，可以進(jìn)行示教編程，示教編程時(shí)要考慮工件的移動(dòng)方向，使機(jī)器人的動(dòng)作不受干涉。不同機(jī)器人的輸送器同步跟蹤功能的硬件配置、軟件配置及工作原理可能不同，下面以KUKA機(jī)器人為例進(jìn)行說明。機(jī)器人輸送器同步跟蹤同步跟蹤反饋方式(1)旋轉(zhuǎn)變壓器方式這種方式將旋轉(zhuǎn)變壓器通過RDC（分解器數(shù)字轉(zhuǎn)換器）直接與KRC4系統(tǒng)相連。1機(jī)器人輸送器同步跟蹤同步跟蹤反饋方式(2)編碼器方式這種方式將編碼器（增量型）連接至脈沖計(jì)數(shù)模塊，再通過CAN總線將脈沖計(jì)數(shù)模塊。與KRC4系統(tǒng)連接。脈沖值與路徑長度成比例。1機(jī)器人輸送器同步跟蹤同步跟蹤反饋方式(2)編碼器方式1機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器測(cè)量為實(shí)現(xiàn)機(jī)器入與輸送器的同步運(yùn)行，需要進(jìn)行輸送器跟蹤方向、跟蹤距離及平面姿態(tài)的確定。KUKA機(jī)器人的輸送器測(cè)暈方法主要有線形輸送器測(cè)噩和環(huán)形輸送器測(cè)量兩種，經(jīng)過測(cè)量后的輸送器還需要進(jìn)行位移校驗(yàn)。2機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器測(cè)量校驗(yàn)方法是：將工件放到輸送器上并啟動(dòng)輸送器，當(dāng)工件獲取了同步信號(hào)后，讓輸送器繼續(xù)運(yùn)行一段距離然后停止。一般情況下該段距離必須足夠長，使測(cè)蜇能順利地進(jìn)行。此時(shí)檢查工件和同步點(diǎn)之間的距離與系統(tǒng)顯示的數(shù)值是否一致，若一致則校驗(yàn)合格。2機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器測(cè)量(1)線形輸送器測(cè)量線形輸送器測(cè)量方法需要借助三個(gè)點(diǎn)，如圖5-7所示。Pl、P2、P3點(diǎn)為標(biāo)記的點(diǎn)，輸送器應(yīng)用的精度取決于用其測(cè)量這三個(gè)點(diǎn)的精度，因此TCP（工具中心點(diǎn)）要精確地指向各點(diǎn)。位置點(diǎn)Pl可以是輸送器上的任意一點(diǎn)?？梢栽跈C(jī)器人開始跟蹤工件的起始范圍內(nèi)選擇一個(gè)點(diǎn)作為Pl點(diǎn)，在繼續(xù)使用時(shí)要能清楚地識(shí)別出該點(diǎn)。以Pl點(diǎn)作為參考點(diǎn)對(duì)輸送器基坐標(biāo)系的原點(diǎn)進(jìn)行定義，所有輸送器程序?qū)⒁栽摶鴺?biāo)系作為參考。2機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器測(cè)量(1)線形輸送器測(cè)量位置點(diǎn)P2定義了輸送器基坐標(biāo)系的X軸正向。應(yīng)盡量選擇一個(gè)位于末端的位置作為P2點(diǎn)，也就是說，機(jī)器人可以跟蹤輸送器上的工件到該位置。一般地，Pl點(diǎn)和P2點(diǎn)之間的距離應(yīng)盡量大。位置點(diǎn)P3必須位于輸送器基坐標(biāo)系的正向XY平面上，用該點(diǎn)可以確定輸送器的平面姿態(tài)。2機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器測(cè)量(2)環(huán)形輸送器測(cè)量環(huán)形輸送器測(cè)量方法同樣需要借助三個(gè)點(diǎn)。Pl、P2、P3點(diǎn)為標(biāo)記的點(diǎn)，輸送器應(yīng)用的精度取決于用其測(cè)量這三個(gè)點(diǎn)的精度，因此TCP要精確地指向各點(diǎn)。壓表示機(jī)器人基坐標(biāo)系的X軸，跺表示其Y軸。及表示輸送器基坐標(biāo)系的X軸，Ye表示其Y軸。2機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器測(cè)量(2)環(huán)形輸送器測(cè)量位置點(diǎn)Pl可以是輸送器上的任意一點(diǎn)?？梢栽跈C(jī)器人開始跟蹤工件的起始范圍內(nèi)選擇一個(gè)點(diǎn)作為Pl點(diǎn)，在繼續(xù)使用時(shí)要能清楚地進(jìn)行識(shí)別出該點(diǎn)。Pl點(diǎn)作為參考點(diǎn)位于輸送器基坐標(biāo)系的X軸上，它定義了輸送器基坐標(biāo)系的姿態(tài)。輸送器基坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于環(huán)形輸送器的（虛擬）旋轉(zhuǎn)中心上。所有輸送器程序?qū)⒁栽摶鴺?biāo)系作為參考。2機(jī)器人輸送器同步跟蹤工件測(cè)量工件測(cè)量主要是為了確定工件的基坐標(biāo)系。測(cè)量方法是：將工件放到輸送器上并啟動(dòng)輸送器，當(dāng)工件獲取了同步信號(hào)時(shí)，輸送器繼續(xù)運(yùn)行段距離并停在可以很容易測(cè)量工件基坐標(biāo)系的位置上。3完成輸送器的測(cè)量和校準(zhǔn)后，需要進(jìn)行工件測(cè)量。機(jī)器人協(xié)調(diào)功能工件測(cè)量先將TCP移至工件基坐標(biāo)系的原點(diǎn)(P4點(diǎn)）并記錄；再移至X軸正向上的一點(diǎn)(P5點(diǎn)）并記錄；最后移至工件基坐標(biāo)系正向XY平面內(nèi)的一點(diǎn)(P6點(diǎn)）并記錄。由于后續(xù)輸送器應(yīng)用的位置精度取決于用其測(cè)量這三個(gè)點(diǎn)的精度，因此TCP要精確地指向各點(diǎn)。3機(jī)器人輸送器同步跟蹤工件測(cè)量3機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器同步點(diǎn)示教當(dāng)完成工件測(cè)量并校驗(yàn)合格后，需要進(jìn)行輸送器同步點(diǎn)示教。示例中共有5個(gè)位置點(diǎn)，即Pl~P5,同步點(diǎn)為P2、P3、P4。具體的示教方法是：當(dāng)工件收到同步信號(hào)后，輸送器停止，此時(shí)進(jìn)行同步點(diǎn)(P2、P3、P4)的程序編輯，完成同步點(diǎn)的程序編輯后，選擇運(yùn)行方式，進(jìn)行程序的測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)跟蹤位置有偏差，需要重新進(jìn)行工件測(cè)量或輸送器測(cè)量。4機(jī)器人輸送器同步跟蹤輸送器同步點(diǎn)示教404機(jī)器人自動(dòng)檢出功能機(jī)器人自動(dòng)檢出功能功能實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用過程中，通常要求機(jī)器人定位精確，而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于工件測(cè)量、工裝定位存在誤差，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)常出現(xiàn)偏差，影響工藝質(zhì)量。因此機(jī)器人制造廠商開發(fā)出了機(jī)器人自動(dòng)檢出功能，其目的跡的偏差。KUKA公司開發(fā)出的自動(dòng)檢出功能軟件是“TouchSense",是補(bǔ)償上述誤差造成的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌主要用于弧焊工藝。1機(jī)器人自動(dòng)檢出功能功能實(shí)現(xiàn)在弧焊工藝中，工件的原有位置通過傳感器和一條焊接中的焊絲進(jìn)行采集。焊絲接觸到工件時(shí)，電流會(huì)被記錄下來。同時(shí)，工件搜索被一個(gè)中斷信號(hào)中斷時(shí)，焊絲與工件接觸時(shí)所處的位置將被保存。1機(jī)器人自動(dòng)檢出功能功能實(shí)現(xiàn)若工件發(fā)生位移，則通過相同的程序測(cè)量工件的新位置，機(jī)器人控制系統(tǒng)根據(jù)原有位置與新位置之間的差別計(jì)算修正數(shù)據(jù)。然后，在修正過程中通過修正數(shù)據(jù)對(duì)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。通信原理是：當(dāng)焊絲與工件之間出現(xiàn)短路時(shí)，一個(gè)24V的電壓信號(hào)將從焊接電源通過無電位觸點(diǎn)和快速測(cè)最輸入端被發(fā)送給機(jī)器人控制系統(tǒng)，并由機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。1機(jī)器人自動(dòng)檢出功能功能實(shí)現(xiàn)1機(jī)器人自動(dòng)檢出功能檢測(cè)方式(1)單接觸方式首先設(shè)定好起始點(diǎn)，在設(shè)定的搜索距離內(nèi)進(jìn)行工件搜索。一旦焊絲接觸到工件，機(jī)器人就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行后續(xù)動(dòng)作，如抓取等。搜索方向由輔助點(diǎn)確定。2機(jī)器人自動(dòng)檢出功能檢測(cè)方式(2)雙接觸方式機(jī)器人在輔助點(diǎn)確定的搜索方向上由起始點(diǎn)開始進(jìn)行工件搜索，一旦搜索到工件，機(jī)器人就會(huì)自動(dòng)沿著軌跡反向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行另一側(cè)的工件搜索，直到檢測(cè)到邊沿為止。然后根據(jù)兩次搜索的位置關(guān)系計(jì)算出工件兩側(cè)邊沿的中心點(diǎn)，將其作為修正數(shù)據(jù)保存。最后機(jī)器人返回起始點(diǎn)。205機(jī)器人視覺功能機(jī)器人視覺功能計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的原理是：用可視化設(shè)備采集物體的圖像，用圖像處理單元對(duì)圖像按照一定的條件進(jìn)行處理，抽取出物體的某種特殊數(shù)據(jù)，輸出檢測(cè)結(jié)果。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和機(jī)器人控制系統(tǒng)相配合，使得工業(yè)機(jī)器人具有了視覺功能，能夠感知外界環(huán)境的變化，并依據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人與計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)配合使用時(shí)，要有相應(yīng)的軟、硬件接口，且圖像的信息處理過程與工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)程序需要同步并行。因此，需要用機(jī)器人編程語言編寫簡單的程序，讀取圖像數(shù)據(jù)，再利用圖像處理結(jié)果，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。機(jī)器人視覺功能機(jī)器人視覺功能由機(jī)器人制造廠商開發(fā)的專用軟件包實(shí)現(xiàn)，下面以KUKA機(jī)器人KRC4系統(tǒng)為例，說明機(jī)器人視覺功能的實(shí)現(xiàn)流程?！ご_定KRC4系統(tǒng)可視化設(shè)備的連接，一般情況下采用TCP/IP通信方式?！ねㄟ^可視化設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取?！ねㄟ^可視化設(shè)備進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、2D圖像定位和定向，并在機(jī)器人運(yùn)行過程中將圖像信息上傳到KRC4系統(tǒng)中?！ぴ跈C(jī)器人運(yùn)行或診斷過程中，在KRC4系統(tǒng)上實(shí)時(shí)監(jiān)控靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像?！つ繕?biāo)和位置確定。感謝觀看，再見！工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用（中級(jí)）工業(yè)和信息化工業(yè)機(jī)器人技術(shù)技能人才培養(yǎng)工程系列叢書工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用（中級(jí)）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用第六章工業(yè)和信息化工業(yè)機(jī)器人技術(shù)技能人才培養(yǎng)工程系列叢書01工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣，除了汽車制造行業(yè)，在通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中都有應(yīng)用，這是因?yàn)榛『腹に囋缫言谥T多行業(yè)中得到普及。在弧焊作業(yè)中，要求焊槍跟蹤工件的焊道運(yùn)動(dòng)，并不斷填充金屈形成焊縫。因此，在弧焊應(yīng)用中，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度穩(wěn)定性和軌跡精度是兩項(xiàng)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用一般情況下，焊接速度為5~50mrn/s、軌跡精度為0.2~0.Smm。由于焊槍的姿態(tài)對(duì)焊縫質(zhì)量也有一定的影響，因此在跟蹤焊道的同時(shí)，焊槍姿態(tài)的可調(diào)范圍要盡量大。作業(yè)時(shí)，為了得到優(yōu)質(zhì)焊縫，往往需要在機(jī)器人動(dòng)作的示教及焊接條件（電流、電壓、速度）的設(shè)定上花費(fèi)大量的時(shí)間。工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)一套完整的機(jī)器人弧焊系統(tǒng)，包括機(jī)器人本體、機(jī)器人控制系統(tǒng)、焊接裝置、夾待裝置。夾持裝置上有兩組可以輪流進(jìn)入機(jī)器人工作范圍的工件轉(zhuǎn)臺(tái)。1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)1.弧焊機(jī)器人的結(jié)構(gòu)弧焊機(jī)器人通常有5個(gè)以上的自由度，具有6個(gè)自由度的弧焊機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)焊槍的任意空間軌跡和姿態(tài)?；『笝C(jī)器人點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式的移動(dòng)速度可達(dá)60m/min,其軌跡精度可達(dá)0.2mm?；『笝C(jī)器人可以通過示教、再現(xiàn)方式或編程方式工作?；『笝C(jī)器人的控制系統(tǒng)不僅要保證機(jī)器人精確運(yùn)動(dòng)，而且要具有可擴(kuò)展性，以控制周邊設(shè)備，確保焊接工藝的實(shí)施。1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)2.弧焊機(jī)器人的周邊設(shè)備弧焊機(jī)器人的周邊設(shè)備包括行走機(jī)構(gòu)（如機(jī)器人臺(tái)車）及小型、大型移動(dòng)機(jī)架（如移動(dòng)門形架）等。這些周邊設(shè)備用來擴(kuò)大弧焊機(jī)器人的工作范圍。機(jī)器人弧焊系統(tǒng)中常用的變位機(jī)。1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)2.弧焊機(jī)器人的周邊設(shè)備在常見的結(jié)構(gòu)中，弧焊機(jī)器人固定于基座上，工件轉(zhuǎn)臺(tái)則安裝于其工作范圍內(nèi)。為了更經(jīng)濟(jì)地使用弧焊機(jī)器人，至少應(yīng)由兩個(gè)工位輪流進(jìn)行焊接。所有周邊設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)均應(yīng)滿足弧焊機(jī)器人的要求，即確保工件上焊縫的精度達(dá)到0.2mm。1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)2.弧焊機(jī)器人的周邊設(shè)備因?yàn)榛『笝C(jī)器人本身及轉(zhuǎn)臺(tái)的基本構(gòu)件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，所以用于每種工件裝夾、夾緊、定位及固定的工具必須要重新設(shè)計(jì)。這些工具中既有簡單的、手動(dòng)夾緊杠桿操作的設(shè)備，也有極復(fù)雜的、全自動(dòng)的液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)及工具的復(fù)雜性，機(jī)器人控制系統(tǒng)與外圍設(shè)備之間的信號(hào)交互是不同的，信號(hào)交互對(duì)焊接安全性有很大影響。1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)3.弧焊機(jī)器人的焊接設(shè)備弧焊機(jī)器人的焊接設(shè)備包括焊接電源和送絲設(shè)備，由于要進(jìn)行參數(shù)選擇，因此它們必須由機(jī)器人控制系統(tǒng)直接控制。一般的焊接過程至少需要2個(gè)給定電壓，對(duì)于復(fù)雜的焊接過程，如脈沖電弧焊或填絲鴿極惰性氣體保護(hù)焊，可能需要2~5個(gè)給定電壓。焊接電源在其功率和接通持續(xù)時(shí)間上必須與自動(dòng)過程相匹配，目前使用最多的焊接電源是晶閘管整流電源。1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用機(jī)器人弧焊系統(tǒng)3.弧焊機(jī)器人的焊接設(shè)備送絲設(shè)備必須保證能夠恒定送絲，應(yīng)具有足夠大的功率，并能調(diào)節(jié)送絲速度。為了機(jī)器人的自由運(yùn)動(dòng)，送絲設(shè)備必須采用軟管，且軟管應(yīng)盡量短。在機(jī)器人進(jìn)行電弧焊時(shí)，由于焊接待續(xù)時(shí)間長，經(jīng)常會(huì)采用水冷式焊槍，焊槍與機(jī)器入末端的連接處應(yīng)便于更換，并具有柔性環(huán)節(jié)或制動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)，防止在示教和焊接時(shí)與工件或周圍物件碰撞，影響機(jī)器人的壽命。機(jī)器人控制系統(tǒng)不僅要控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，而且要控制周邊設(shè)備、焊接設(shè)備的動(dòng)作、開啟、切斷及安全防護(hù)等。1工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的工藝方法弧焊機(jī)器人可以應(yīng)用在所有電弧焊、切割及類似的工藝方法中。常用的應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)鋼和CTNi鋼的熔化極活性氣體保護(hù)焊（二氧化碳保護(hù)焊、MAG焊）、鋁及特殊合金的熔化極惰性氣體保護(hù)焊(MIG焊）、CrNi鋼和鋁的加冷絲及不加冷絲的鴿極南性氣體保護(hù)焊(TIG焊）及埋弧焊。除氣割、等離子弧切割及等離子弧噴涂外，弧焊機(jī)器人還實(shí)現(xiàn)了在激光切割上的應(yīng)用。2工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的工藝方法弧焊機(jī)器人在汽車及零部件領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛、成熟，在汽車的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大生產(chǎn)工藝中都有廣泛的應(yīng)用，而其中應(yīng)用最多的是弧焊、點(diǎn)焊。在摩托車、工程機(jī)械等行業(yè)，弧焊機(jī)器人也有廣泛的應(yīng)用。2工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的工藝方法弧焊機(jī)器人在汽車車身、座椅支架、消音器焊接中的應(yīng)用如圖6-5所示。2工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的操作與安全1.弧焊機(jī)器人的操作弧焊機(jī)器人普遍采用示教方式工作，即通過示教器的操作鍵引導(dǎo)機(jī)器人到達(dá)起始點(diǎn)，然后用按鍵確定位置、運(yùn)動(dòng)方式、擺動(dòng)方式、焊槍姿態(tài)及各種焊接參數(shù)，還可確定周邊設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度等。3工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的操作與安全1.弧焊機(jī)器人的操作弧焊機(jī)器人的操作包括引弧、施焊、熄弧、填充火口等，均通過示教器設(shè)定。示教完畢后，機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)入程序編輯狀態(tài)，焊接程序生成后即可進(jìn)行焊接。3工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的操作與安全2.弧焊機(jī)器人的安全弧焊機(jī)器人應(yīng)在一個(gè)被隔開的空間內(nèi)工作，用安全門或光柵進(jìn)行保護(hù)，機(jī)器入的工作區(qū)應(yīng)通過電及機(jī)械方法加以限制。從安全角度出發(fā)，危險(xiǎn)常在下面幾種情況下出現(xiàn)。3工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的操作與安全2.弧焊機(jī)器人的安全從安全角度出發(fā)，危險(xiǎn)常在下面幾種情況下出現(xiàn)。在示教時(shí)。此時(shí)，操作人員為了更好地觀察焊接完成情況，必須來到機(jī)器人工作區(qū)及工件旁邊。在這種情況下，限制機(jī)器人的最大運(yùn)動(dòng)速度、及時(shí)使用急停鍵，能夠提高安全性。3工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的操作與安全2.弧焊機(jī)器人的安全從安全角度出發(fā)，危險(xiǎn)常在下面幾種情況下出現(xiàn)。在維護(hù)及保養(yǎng)時(shí)。此時(shí)，維護(hù)人員必須靠近機(jī)器人及其周邊設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)操作?？赡軙?huì)由于操作不當(dāng)而發(fā)生設(shè)備碰撞，造成設(shè)備損壞及人身安全事故的發(fā)生。3工業(yè)機(jī)器人弧焊應(yīng)用弧焊機(jī)器人的操作與安全2.弧焊機(jī)器人的安全從安全角度出發(fā)，危險(xiǎn)常在下面幾種情況下出現(xiàn)。在觀察故障時(shí)。當(dāng)機(jī)器人發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)入員要對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)，此時(shí)，不能讓非專業(yè)人員隨意啟動(dòng)機(jī)器人，以免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。首先，要查看故障記錄，向操作人員詢間故障出現(xiàn)的全過程；其次，在確認(rèn)通電對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)無危險(xiǎn)的清況下，再通電觀察。因此，機(jī)器人操作人員及維護(hù)人員必須經(jīng)過嚴(yán)格的實(shí)訓(xùn)。302工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人的典型應(yīng)用領(lǐng)域是汽車行業(yè)。一般裝配每輛汽車的車體時(shí)，需要完成3000~4000個(gè)焊點(diǎn)，而其中60％是由點(diǎn)焊機(jī)器人完成的。在一些大批量汽車的生產(chǎn)線上，服役的點(diǎn)焊機(jī)器人的數(shù)量甚至高達(dá)150臺(tái)。在汽車工業(yè)中引入點(diǎn)焊機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)包括：改善多品種混流生產(chǎn)的柔性、提高焊接質(zhì)簸、提高生產(chǎn)率、把工人從惡劣的作業(yè)環(huán)境中解放出來。工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)1.機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)大體上可以分為三大部分，即機(jī)器人本體、點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)及機(jī)器人控制系統(tǒng)。目前應(yīng)用較廣的點(diǎn)焊機(jī)器人，其機(jī)器人本體的類型為直角坐標(biāo)簡易型或全關(guān)節(jié)型。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)1.機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)前者具有1~3個(gè)自由度，焊件及焊點(diǎn)位置受限；后者具有5~6個(gè)自由度，分DC伺服和AC伺服兩種形式，能在可到達(dá)的工作區(qū)內(nèi)任意調(diào)整焊鉗姿態(tài)，以適應(yīng)多種形式的焊接。機(jī)器人控制系統(tǒng)由本體控制部分及焊接控制部分組成。本體控制部分主要實(shí)現(xiàn)焊接姿態(tài)、焊接軌跡、焊接位置的控制及程序轉(zhuǎn)換，還能通過改變主電路晶閘管的導(dǎo)通角而實(shí)現(xiàn)焊接電流控制。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)1.機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)2.點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)主要由焊接控制器、焊鉗（含阻焊變壓器）組成。（1）焊接控制器按照變壓器類型分類，焊接控制器可分為工頻點(diǎn)焊機(jī)和中頻逆變點(diǎn)焊機(jī)。工頻點(diǎn)焊機(jī)：變壓器將220V/50Hz的電壓轉(zhuǎn)換為低電壓C30V左右）、高電流，輸出到點(diǎn)焊機(jī)中。中頻逆變點(diǎn)焊機(jī)：變壓器的輸出為中頻（一般為lOOOHz)電壓，具有大容盤、輕量化、高效率、模塊化、智能化的特點(diǎn)，與工頻點(diǎn)焊機(jī)相比，可靠性更強(qiáng)。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)2.點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)主要由焊接控制器、焊鉗（含阻焊變壓器）組成。（1）焊接控制器按照焊接控制技術(shù)分類，焊接控制器可分為恒流焊接點(diǎn)焊機(jī)和自適應(yīng)焊接點(diǎn)焊機(jī)。恒流焊接點(diǎn)焊機(jī)：在焊接過程中，電流不發(fā)生改變。工頻點(diǎn)焊機(jī)技術(shù)。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)2.點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)主要由焊接控制器、焊鉗（含阻焊變壓器）組成。（1）焊接控制器自適應(yīng)焊接點(diǎn)焊機(jī)：在焊接過程中，電流會(huì)根據(jù)焊接電阻動(dòng)態(tài)變化，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊核成型較好。由于中頻逆變點(diǎn)焊機(jī)的電流改變間隔遠(yuǎn)小于工頻點(diǎn)焊機(jī)，故自適應(yīng)焊接技術(shù)通常被中頻逆變點(diǎn)焊機(jī)采用。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)2.點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)主要由焊接控制器、焊鉗（含阻焊變壓器）組成。(2)焊鉗焊鉗從外觀角度可分為X形和C形兩種。X形焊鉗用于點(diǎn)焊水平及接近水平位置的焊縫；C形焊鉗用于點(diǎn)焊垂直及接近垂直位置的焊縫。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)2.點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)主要由焊接控制器、焊鉗（含阻焊變壓器）組成。(2)焊鉗從控制方式角度，焊鉗可分為氣動(dòng)焊鉗和伺服焊鉗兩種。氣動(dòng)焊鉗主要通過比例閥控制焊接氣體的壓力，從而實(shí)現(xiàn)焊接；伺服焊鉗作為機(jī)器人的附屬軸，由機(jī)器人控制系統(tǒng)控制電流及壓力。從阻焊變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系角度，焊鉗可分為分離式焊鉗、內(nèi)藏式焊鉗和一體式焊鉗三種。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)圖6-7所示為焊鉗的般結(jié)構(gòu)形式，在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)焊鉗進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，才能確保焊鉗能夠到達(dá)焊點(diǎn)位置。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)焊鉗進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，才能確保焊鉗能夠到達(dá)焊點(diǎn)位置。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)從阻焊變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系角度，焊鉗可分為分離式焊鉗、內(nèi)藏式焊鉗和一體式焊鉗三種。該焊鉗的特點(diǎn)是阻焊變壓器與焊鉗分離，焊鉗安裝在機(jī)器人手臂上，而阻焊變壓器懸掛在機(jī)器人上方，可在軌道上沿著機(jī)器人手腕移動(dòng)的方向移動(dòng)，二者之間用二次電纜相連。其優(yōu)點(diǎn)是能夠減小機(jī)器人的負(fù)載、運(yùn)動(dòng)速度快、價(jià)格便宜。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)分離式焊鉗的主要缺點(diǎn)是需要大容量的阻焊變壓器、電力損耗較大、能源利用率低。此外，二次電纜在焊鉗上引起的拉伸力和扭轉(zhuǎn)力會(huì)作用于機(jī)器人手臂上，限制了點(diǎn)焊工作區(qū)與焊接位置的選擇。分離式焊鉗可采用普通的懸掛式焊鉗及阻焊變壓器，但二次電纜需要特殊制造：一般將兩條導(dǎo)線放在一起，中間用絕緣層分開，每條導(dǎo)線要做成空心的，以便通水冷卻。此外，二次電纜還要有一定的柔性。1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)1工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人焊鉗的選擇與設(shè)計(jì)無論是人工懸掛點(diǎn)焊還是機(jī)器人點(diǎn)焊，在焊鉗的選擇與設(shè)計(jì)時(shí)都有其特別的要求，焊鉗必須與點(diǎn)焊工件所要求的焊接規(guī)范相適應(yīng)，基本原則如下?！じ鶕?jù)工件的材質(zhì)和厚度，確定焊鉗電極的最大短路電流和最大壓力?！じ鶕?jù)工件的形狀和焊點(diǎn)在工件上的位置，確定焊鉗的喉深、喉寬、最大行程、工作行程等。·綜合工件上所有焊點(diǎn)的位置分布清況，確定選擇何種焊鉗，通常包括C形單行程焊鉗、C形雙行程焊鉗、X形單行程焊鉗、X形雙行程焊鉗等?！ぴ跐M足以上條件的情況下，盡可能地減小焊鉗的質(zhì)量。對(duì)手工懸掛點(diǎn)焊來說，減小焊鉗的質(zhì)噩可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)機(jī)器人點(diǎn)焊來說，減小焊鉗的質(zhì)蛋可以降低機(jī)器人負(fù)載，提高生產(chǎn)效率。2工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人輔助設(shè)備1.電極修磨器通常在點(diǎn)焊生產(chǎn)時(shí)，電極上通過的電流很大，再加上同時(shí)作用的比較大的壓力，電機(jī)極易失去原有的形狀，這樣就不能很好地控制焊核的大小。同時(shí)，電極導(dǎo)電面的氧化會(huì)造成其導(dǎo)電能力下降，點(diǎn)焊時(shí)的通電電流就不能得到很好的保證。為了消除這些不利因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，必須使用電極修磨器定期對(duì)電極進(jìn)行修磨。3工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人輔助設(shè)備2.相關(guān)設(shè)備點(diǎn)焊機(jī)器人的輔助設(shè)備還包括電、水、氣相關(guān)設(shè)備，如圖6-13所示，水管的作用主要是焊接冷卻；氣管主要用于氣動(dòng)焊鉗，控制焊接壓力及焊鉗的開合；電纜主要用于焊接電源，傳輸焊接電流。3工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人的工藝方法按照對(duì)工件的供電方式，點(diǎn)焊通常分為單面點(diǎn)焊和雙面點(diǎn)焊兩類。雙面點(diǎn)焊是最常見的點(diǎn)焊方法，電極由工件的兩側(cè)向焊接處饋電，如圖6-14所示。單面點(diǎn)焊主要用于電極難以從工件兩側(cè)接近工件或要求工件一側(cè)壓痕較淺的場(chǎng)合。4工業(yè)機(jī)器人點(diǎn)焊應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人的操作與安全1.點(diǎn)焊機(jī)器人的操作點(diǎn)焊機(jī)器人普遍采用示教方式工作，即通過示教器的操作鍵引導(dǎo)機(jī)器人到達(dá)起始點(diǎn)，然后用按鍵確定位置、運(yùn)動(dòng)方式、焊鉗姿態(tài)及各種焊接參數(shù)，還可確定周邊設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度等。焊接參數(shù)包括電流、壓力、焊接時(shí)間等。示教完畢后，機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)入程序編輯狀態(tài)，焊接程序生成后即可進(jìn)行焊接。2.點(diǎn)焊機(jī)器人的安全同弧焊機(jī)器人，此處不再贅述。503工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人包邊系統(tǒng)包括滾輪、機(jī)器人本體、機(jī)器人控制系統(tǒng)（未在圖6-15中）、壓力控制及輸送系統(tǒng)、模具及定位工裝等，如圖6-15所示。1工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊系統(tǒng)1.滾輪將滾輪壓在需要加工的平面上，用一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸控制滾輪的移動(dòng)，即可完成滾輪包邊操作。滾輪主要分為推式滾輪、推拉式滾輪兩種，如圖6-16所示。1工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊系統(tǒng)1.滾輪滾輪的結(jié)構(gòu)如圖6-17所示，包括以下部分?！C(jī)器人抓取單元：用于與機(jī)器人的連接及控制。·固定銷栓：用于固定機(jī)器人與滾輪?！た諝夤┙o、氣缸：負(fù)責(zé)空氣供應(yīng)及滾輪的行程支持?！L輪本體：包邊的實(shí)際操作部分。·搖軸、終止行程軸。1工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊系統(tǒng)2.壓力控制及輸送系統(tǒng)（l)比例閥壓力控制比例闌壓力控制過程：機(jī)器人控制系統(tǒng)向比例閥傳送控制信號(hào)，同時(shí)接收其反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸輸入壓力的控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)滾輪與工件間壓力的控制，如圖6-18所示。1工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊系統(tǒng)2.壓力控制及輸送系統(tǒng)(2)機(jī)械式壓力控制機(jī)械式壓力控制是指通過壓力刻度尺來控制滾輪與工件間的壓力，如圖6-19、圖6-20所示。1工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊系統(tǒng)3.機(jī)器人本體與定位工裝包邊工藝對(duì)機(jī)器人本體的性能、定位工裝的精度要求較高，因此選型時(shí)要充分考慮機(jī)器人本體的工作范圍、負(fù)載、重復(fù)定位精度及運(yùn)行速度等參數(shù)，同時(shí)要考慮定位工裝的加工材料、加工精度對(duì)包邊工件的影響。定位工裝的主要作用是工件的定位、夾緊，以保證工件的工藝尺寸在工藝要求的合理范圍內(nèi)，按照工藝要求，定位工裝可以設(shè)計(jì)成單一定位工裝和柔性定位工裝兩種，單種工件的定位，即包邊機(jī)器人只能完成一種工件的加工，包裝機(jī)器人的包邊頭不可通過快換裝置更換，如圖6-21所示。而柔性定位工裝可通過輔助轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)來切換不同的工件，包邊機(jī)器人按照工藝要求能完成不同工件的作業(yè)任務(wù)，包邊機(jī)器入也可利用快換裝置，通過切換工裝夾具和包邊頭來完成不同工件的作業(yè)任務(wù)，如圖6-22所示。1工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊系統(tǒng)1工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用包邊機(jī)器人的工藝方法包邊機(jī)器人靈活的工作方式，可以適應(yīng)多種車型的包邊工藝要求，通常用于前后車門、左右車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、后備箱蓋（四門兩蓋）、天窗、翼子板等工位。在包邊時(shí)，包邊頭通過壓力控制及輸送系統(tǒng)將壓力傳給滾輪，滾輪施加作用力將工件在沖壓過程中預(yù)留的翻邊向內(nèi)側(cè)翻折。2工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用包邊機(jī)器人的工藝方法包邊一般分為三步：首先將工件翻邊從100°~9礦翻折至80°~60°'稱為預(yù)包邊1;然后將其從80°~60°翻折至45°~30°'稱為預(yù)包邊2,最后將其從45°~30°翻折至00'從而將外板的翻邊緊緊壓住內(nèi)板，使外板和內(nèi)板整合成一體，稱為終包邊。四門兩蓋一般采用三道包邊(60°、30°、如圖6-23所示。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同包邊角度也會(huì)發(fā)生變化，比如有的汽車制造企業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋包邊會(huì)增加第4道工藝即水滴包邊。2工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用包邊機(jī)器人的工藝方法使用包邊機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)如下?！こ杀镜??！蝹€(gè)機(jī)器人可以包邊多個(gè)工件，包邊工具可更換?！U(kuò)容簡單?！た梢酝ㄟ^修改機(jī)器人程序來適應(yīng)工件的變化。2工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊質(zhì)量參數(shù)機(jī)器人包邊質(zhì)量的好壞直接影響車身裝配的尺寸精度、車身覆蓋件的表面質(zhì)量、整車的外觀美觀性及強(qiáng)度，因此，控制機(jī)器人包邊質(zhì)量尤為重要。影響機(jī)器人包邊質(zhì)蜇的主要參數(shù)有包邊步數(shù)、包邊速度、包邊壓力、工裝定位精度、胎模質(zhì)量等。3工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊質(zhì)量參數(shù)1.包邊步數(shù)包邊步數(shù)通常是指機(jī)器人示教的軌跡點(diǎn)的數(shù)量，一般情況下要求軌跡點(diǎn)分布均勻，否則可能由于軌跡變化影響包邊質(zhì)量。在些特殊位置（如拐角處）應(yīng)盡量增加機(jī)器人的運(yùn)行軌跡點(diǎn)（且分布均勻），這樣有利于對(duì)包邊質(zhì)量的控制。3工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊質(zhì)量參數(shù)2.包邊速度包邊速度通常是指機(jī)器人作業(yè)時(shí)的運(yùn)行速度，包邊速度需要根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整，主要考慮工件的厚度、材質(zhì)及包邊位置的形狀等。包邊速度過快，會(huì)導(dǎo)致工件滾壓部位起皺，降低工件包邊質(zhì)量；包邊速度過慢，則會(huì)增加工件制造時(shí)間，從而影響制造成本。因此針對(duì)不同工件，合理選擇包邊速度是機(jī)器人包邊質(zhì)量控制的途徑之一。3工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊質(zhì)量參數(shù)3.包邊壓力在機(jī)器人包邊過程中，合理控制對(duì)滾輪施加的壓力是獲得良好包邊質(zhì)蜇的關(guān)鍵。包邊壓力大，會(huì)破壞叛金，造成工件包邊開裂，在外板外表面形成包邊印，造成工件表面質(zhì)量缺陷；包邊壓力小，則會(huì)造成包邊過松、包邊起皺等問題，不能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。另外，滾輪壓力控制不均勻也易造成工件在涂密封膠、過油漆烘烤之后出現(xiàn)氣泡，影響包邊工件外觀質(zhì)量。包邊工藝不同，包邊壓力也不同，如發(fā)動(dòng)機(jī)蓋三道包邊中的每道，包邊壓力都不同。3工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊質(zhì)量參數(shù)4.工裝定位精度工裝定位精度直接影響包邊前工件內(nèi)外板的相互關(guān)系，從而影響包邊質(zhì)量。工裝定位精度高，有利于保持工件質(zhì)量的致性。夾持壓力是指定位工裝上各壓頭作用于工件上的力，夾持壓力的大小會(huì)影響工裝定位精度，夾持壓力過大，會(huì)造成工件表面有印痕，從而影響包邊質(zhì)益；夾持力過小，則不利于工裝定位，從而影響工裝穩(wěn)定性。3工業(yè)機(jī)器人包邊應(yīng)用機(jī)器人包邊質(zhì)量參數(shù)5.胎模質(zhì)量包邊胎模采用整體鑄造數(shù)控加工而成，其型面與工件外板的型面相吻合，它的定位精度直接影響工件的整體尺寸精度。胎模定位精度直接影響包邊前工件內(nèi)外板的相互關(guān)系，從而影響包邊質(zhì)最，而胎模的表面質(zhì)簸會(huì)直接反映在工件外板表面上。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，影響包邊質(zhì)噩的因素有很多，滾輪的磨損及其在滾壓過程中產(chǎn)生的飯金碎屑也會(huì)影響滾輪，從而導(dǎo)致工件表面出現(xiàn)問題。因此滾輪的形狀、表面質(zhì)量和硬度對(duì)包邊質(zhì)簸的影響也很大。其他影響因素包括包邊軌跡離線編程精度，包邊工具及胎模標(biāo)定精度，工件的公差、材質(zhì)、厚度及形狀等。304工業(yè)機(jī)器人涂膠應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人涂膠應(yīng)用機(jī)器人涂膠系統(tǒng)機(jī)器人涂膠系統(tǒng)（以SCA涂膠系統(tǒng)為例）包括機(jī)器人本體、機(jī)器人控制系統(tǒng)、膠料泵、控制塊、定量膠槍、連接件（膠料管線、電纜）、APC3000系統(tǒng)柜等。1工業(yè)機(jī)器人涂膠應(yīng)用涂膠機(jī)器人的工藝方法涂膠工藝在汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用主要包括車身涂膠、風(fēng)擋玻璃涂膠兩種。1.車身涂膠在車身的各個(gè)工藝板塊中均要用到涂膠工藝。車身涂膠采用的膠水包括包邊膠、點(diǎn)焊膠、支撐減震膠等，從主基材上可分為橡膠類、環(huán)氧類、塑溶類三類。它們的共性包括：·能附著在油面鋼板上；·有良好的耐水洗脫性；·能固化于電泳烘房內(nèi)或中頻加熱裝置中；·對(duì)后續(xù)的涂裝工藝無不良影響。205工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)應(yīng)用機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)1.機(jī)器人本體機(jī)器人本體的選型很重要，要充分考慮機(jī)器人本體的重復(fù)定位精度、負(fù)載及工作半徑等因素，選擇最適合生產(chǎn)制造工藝要求的類型。對(duì)應(yīng)的機(jī)器人控制系統(tǒng)的選擇一般要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中其與上位控制系統(tǒng)(PLC等）之間的通信方式而定，要盡可能預(yù)留一些I/0模塊，便于后期工程改造或功能擴(kuò)展。1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)應(yīng)用機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)2.電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人與抓手（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）信號(hào)連接的裝置，根據(jù)實(shí)際控制I/0端的數(shù)量及通信速度的要求，可以采用點(diǎn)到點(diǎn)控制方式或網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議控制方式。目前自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)線都采用網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議控制方式，其主要優(yōu)點(diǎn)是便于維護(hù)，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)成本較高。3.抓手抓手是實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般包括定位機(jī)構(gòu)（如定位銷栓或定位塊）、壓緊機(jī)構(gòu)、氣缸、真空吸盤、傳感器等。抓手一般為非標(biāo)產(chǎn)品，需要根據(jù)實(shí)際的工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，要充分考慮定位機(jī)構(gòu)的分布、壓緊機(jī)構(gòu)的壓緊力、整體質(zhì)量及與外圍設(shè)備的干涉情況等。1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)應(yīng)用機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)4.快換裝置（可選）快換裝置能使同一個(gè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)不同的工藝要求，如一個(gè)機(jī)器人可能要執(zhí)行焊接和搬運(yùn)兩個(gè)動(dòng)作，利用快換裝置可以有效解決此類問題。快換裝置的選型要注意以下幾個(gè)問題?！C(jī)器人負(fù)載及被抓放工件的質(zhì)量要求?！た鞊Q裝置的定位精度?！た鞊Q裝置與外圍設(shè)備通信的要求。1工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)應(yīng)用搬運(yùn)機(jī)器人的工藝方法搬運(yùn)機(jī)器人因其較高的定位精度、柔性的工作方式而被廣泛用于焊裝大型工件的搬運(yùn)，沖壓系統(tǒng)的上下料，拆跺、碼堍及總裝車間的裝配等工藝中。206工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)1.激光器激光器是所有激光應(yīng)用產(chǎn)品的核心部件，種類很多，可按照激光工作物質(zhì)、激勵(lì)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、輸出波長范圍等幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分類。根據(jù)工作物質(zhì)，激光器可分為兩大類：固體激光器和氣體激光器。固體（晶體和玻璃）激光器采用的工作物質(zhì)是由能夠把產(chǎn)生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質(zhì)中的發(fā)光中心制成的。固體激光器所用的材料為紅寶石欽玻璃等。1工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)1.激光器激光器是所有激光應(yīng)用產(chǎn)品的核心部件，種類很多，可按照激光工作物質(zhì)、激勵(lì)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、輸出波長范圍等幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分類。根據(jù)工作物質(zhì)，激光器可分為兩大類：固體激光器和氣體激光器。固體（晶體和玻璃）激光器采用的工作物質(zhì)是由能夠把產(chǎn)生受激輻射作用的金屬離子摻入晶體或玻璃基質(zhì)中的發(fā)光中心制成的。固體激光器所用的材料為紅寶石欽玻璃等。固體激光器的輸出能濫小，約為1~50J,產(chǎn)生脈沖激光，其加熱脈沖持續(xù)時(shí)間極短（小于lOms)，因而焊點(diǎn)可小到幾十至幾百微米(μm)，焊接精度高，適用于0.5mm以下厚度的金屬銷片的點(diǎn)焊、連續(xù)點(diǎn)焊或直徑為0.6mm以下的金屬絲的對(duì)接焊，固體激光器廣泛用于焊接微型、精密、排列密集對(duì)受熱敏感的電子組件和儀器部件。1工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)2.AL03激光焊接頭AL03激光焊接頭由ScansonicGmbh公司在汽車行業(yè)積累長時(shí)間經(jīng)驗(yàn)后，結(jié)合顧客的需求而開發(fā)的產(chǎn)品。以往，不同的加工過程需要使用不同的激光加工光學(xué)系統(tǒng)，但目前AL03系列產(chǎn)品已經(jīng)融合了這些不同的系統(tǒng)。1工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)3.送絲系統(tǒng)激光纖焊主要靠熔化焊絲、填充焊縫實(shí)現(xiàn)焊接，焊縫質(zhì)量的好壞與送絲系統(tǒng)密切相關(guān)。機(jī)器人激光釘焊送絲系統(tǒng)的工作原理與常見的MIG焊、MAG焊的送絲系統(tǒng)基本相同，都是靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓緊輪旋轉(zhuǎn)，靠焊絲與壓緊輪之間的摩擦力來推動(dòng)焊絲，但是由于機(jī)器人激光纖焊系統(tǒng)的焊接速度快，對(duì)焊接參數(shù)的敏感度比較高，且焊縫窄，一般對(duì)其焊接結(jié)果都有很高的外觀要求。為確保焊絲的穩(wěn)定輸出，送絲系統(tǒng)常采用兩極送絲機(jī)構(gòu)，焊絲盤安裝在從送絲機(jī)側(cè)。從送絲機(jī)的主要作用是確保抽絲順暢，盡暈為主送絲機(jī)削減焊絲盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量產(chǎn)生的抽絲阻力，而主送絲機(jī)安裝在盡量靠近焊絲輸出的側(cè)。此外主送絲機(jī)上還有焊絲測(cè)速器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控送絲速度，并通過控制系統(tǒng)設(shè)置所需的送絲速度?？刂葡到y(tǒng)與整個(gè)激光焊接系統(tǒng)之間有信號(hào)通路，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接前焊絲尖點(diǎn)到激光靶心的適時(shí)補(bǔ)償，避免焊縫起始處缺料。1工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)4.機(jī)器人本體和機(jī)器人控制系統(tǒng)機(jī)器人本體是激光焊接系統(tǒng)的執(zhí)行單元，其任務(wù)是攜帶激光焊接頭，按照預(yù)先編寫好的焊接軌跡并調(diào)用相應(yīng)的焊接參數(shù)來完成焊接。預(yù)先編寫好的各項(xiàng)焊接參數(shù)包括激光器的激光功率、激光焊接頭的焦點(diǎn)能暈、送絲系統(tǒng)的送絲速度和機(jī)器人的焊接速度等。調(diào)配到各個(gè)焊接軌跡點(diǎn)后，機(jī)器人做空間運(yùn)動(dòng)，逐點(diǎn)執(zhí)行以完成焊接，合理的焊接軌跡對(duì)保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要。1工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用激光焊接機(jī)器人的工藝方法1.熔化焊（熱傳導(dǎo)焊）熔化焊：在激光光斑上功率密度不高(<105W/cm2)的情況下，金屬表面在加熱時(shí)不會(huì)超過其沸點(diǎn)，所吸收的激光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎?，通過熱傳導(dǎo)將工件熔化，熔池輪廓近似為半球形。這種熔化焊的過程類似于非熔化極電弧焊。但熔化焊中的激光大部分被反射，熔化焊適用于薄小工件的焊接且焊接速度慢。2工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用激光焊接機(jī)器人的工藝方法2.小孔焊（深熔焊）小孔焊：當(dāng)激光光斑上的功率密度足夠大時(shí)（習(xí)06W/cm2)，金屬在激光的照射下被迅速加熱，其表面溫度在極短的時(shí)間內(nèi)升高到沸點(diǎn)，金屬發(fā)生氣化；金屬蒸氣以一定的速度離開熔池，產(chǎn)生1個(gè)附加壓力反作用于熔化的金屬，使其向下凹陷，在激光光斑下產(chǎn)生1個(gè)小凹坑；隨著加熱過程的進(jìn)行，激光可直接射入坑底形成一個(gè)細(xì)長的“小孔”；當(dāng)金屬蒸氣的反沖壓力與液態(tài)金展的表面張力和重力平衡后，小孔不再繼續(xù)深入。當(dāng)光斑的功率密度很大時(shí)，產(chǎn)生的小孔將貫穿整個(gè)金屬板，形成深穿透焊縫（或焊點(diǎn)）。小孔焊熔深大，熔池深寬比也大。在機(jī)械制造領(lǐng)域，除一些薄小的工件之外，一般都選用小孔焊。2工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用激光焊接機(jī)器人的工藝方法3.激光扦焊激光針焊：使用熔點(diǎn)比母材低的填充金屬（稱為針料），在低于母材熔點(diǎn)、高于纖料熔點(diǎn)的溫度下，利用液態(tài)纖料在母材表面潤濕、鋪展，在母材間隙中填縫，與母材相互溶解與擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)工件間的連接。2工業(yè)機(jī)器人激光焊接應(yīng)用激光焊接機(jī)器人的工藝方法4.激光復(fù)合焊激光－電弧復(fù)合焊栠合了大熔深、高速度和小變形的優(yōu)點(diǎn)，又具有間隙敏感度低、焊接適應(yīng)性好的特點(diǎn)