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        首页 6焊接机器人系统

        6焊接机器人系统.ppt

        6焊接机器人系统

        中小学精品课件
        2019-04-27 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

        简介:本文档为《6焊接机器人系统ppt》,可适用于综合领域

        第一节焊接机器人概论一、焊接机器人的定义工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机具有三个或更多可编程的轴用于工业自动化领域。焊接机器人是从事焊接作业(包括切割与喷涂)的工业机器人。二、焊接机器人的分类、按用途来分弧焊机器人点焊机器人、按构形来分侧置式(摆式)结构平行四边形结构、按结构坐标系特点来分球坐标型全关节型直角坐标型圆柱坐标型、按受控运动方式来分()点位控制(PTP)型机器人受控方式为自一个点位目标移向另一个点位目标只在目标点上完成操作。要求机器人在目标点上有足够的定位精度。相邻目标点间的运动方式有两种:一是各关节驱动机以最快速度趋近终点各关节视其转角大小不同而到达终点有先有后一是各关节同时趋近终点由于各关节运动时间相同所以角位移大的运动速度较高。点位控制型机器人主要用于点焊作业。()连续轨??刂疲–P)型机器人各关节同时作受控运动使机器人终端按预期的轨迹和速度运动为此各关节控制系统需要实时获取驱动机的角位移和角速度信号。连续轨??刂浦灰糜诨『富魅?。⑴气压驱动气压驱动的主要优点是气源方便驱动系统具有缓冲作用结构简单成本低易于保养主要缺点是功率质量比小装置体积大定位精度不高。气压驱动机器人适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。、按驱动方式来分⑵液压驱动液压驱动系统的功率质量比大驱动平稳且系统的固有效率高、快速性好同时液压驱动调速比较简单能在很大范围实现无级调速其主要缺点是易露油影响工作稳定性和定位精度污染环境另外需要配备复杂的管路系统成本较高。液压驱动多用于要求输出力大、运动速度较低的场合。⑶电气驱动易于控制运动精度高使用方便成本低廉驱动效率高不污染环境是最普遍、应用最多的驱动方式。电气驱动可细分为步进电机驱动、直流电机驱动、无刷直流电机驱动、交流伺服电机驱动等多种方式。无刷电机驱动有着最大的转矩质量比由于没有电刷其可靠性极高几乎不需任何维护。直流伺服电动机原理无刷电动机原理三、焊接机器人系统组成机器人操作机变位机控制器焊接系统焊接传感器中央控制计算机安全设备焊接机器人控制系统结构原理四、机器人的应用方式、机器人工作单元、带机器人的生产线五、机器人焊接的主要优点、焊接质量高稳定性好、可提高劳动生产率、改善劳动条件、降低工人技术操作水平、缩短产品更新换代周期、降低生产成本、柔性化程度高可实现小批量产品的焊接自动化、在各种极限条件下完成焊接作业。六、机器人焊接的发展阶段、示教再现、离线编程、自主编程七、机器人焊接发展概况自年美国推出实际上第一台Unimate型和Versatran型工业机器人以来机器人已经广泛应用于各行各业主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业其中半数以上为焊接机器人。Versatran机器人Unimate机器人第二节焊接机器人系统的基本配置内容焊接机器人操作机机器人焊接系统外围设备一、焊接机器人操作机的选择、自由度:焊接机器人基本都属于轴关节式其中、、轴的运动是把焊枪(焊钳)送到焊接位置而、、轴的运动是解决焊枪(焊钳)的姿态问题。、机构形式:、驱动方式:各关节(轴)的运动基本采用交流伺服电机驱动。由于交流伺服电机没有碳刷动特性好负载能力强机械臂运动速度快故障率低免维护时间长。二、机器人焊接系统的选择、弧焊装置焊接电源、负载持续率、电源种类普通焊接电源(晶闸管)具有减少短路过渡飞溅的气体?;ず附拥缭矗úㄐ慰刂票砻嬲帕桑┛帕9苫蛘呱淞鞴捎么蟮缌鞯缭矗ňд⒐蹻S射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO?;で被『富蛩亢福┨厥夤δ芎附拥缭矗ǚ讲ń涣鞯缭?、带专家系统的协调控制电源和模糊控制电源等)送丝装置、送丝机(安装方式送丝轮控制方式送丝方式)、送丝软管(结构送丝导管)、焊枪(鹅颈弯曲角TCP的调整拉丝焊枪)防撞传感器影响送丝稳定性的因素送丝机的送丝速度控制精度不高送丝轮的压紧力不适合送丝导管和焊丝的直径不匹配焊丝表面铜镀层脱落导丝管过长或者弯曲角度过大焊枪鹅颈角度不合适、点焊装置焊钳变压器定时器。变压器与机器人分离变压器装在机器人的上臂上变压器与焊钳组合成一体式。装备组成结构形式一体式焊钳①气动焊钳其电极的张开和闭合由压缩空气通过气缸驱动。一般有两个局限:一是电极的张开度一般只有两级大的张开度(大冲程)主要是为了方便把焊钳深入工件较深的部位不会发生焊钳和工件的干涉或者碰撞小的张开度(小冲程)是在连续点焊时为了减小焊钳开合的时间提高工作效率。焊钳的电极开合度在编程时根据工件情况进行设定。二是电极的压紧力一旦设定在焊接过程中不能变动。电伺服点焊钳②电动焊钳其电极的张开和闭合是由伺服电机驱动及码盘反馈闭环控制张开度可以根据需要在编程时任意设定而且电极间的压紧力(由电机电流控制)也能实现无级调节。这种具有以下优点:i大幅度降低每一个焊点的焊接周期。由于焊钳张合的整个过程都由计算机精确监控所以机器人在焊点间移动过程中焊钳就可以闭合焊完一点后焊钳一边打开机器人就可以一边移动而不必象气动焊钳那样必须等焊钳完全张开后才能移动也不必等机器人到位后才开始闭合。ii焊钳的张开度可以根据工件情况任意调节只要不发生干涉或者碰撞可以尽可能减小张开度以减少焊钳开合时间提高焊接效率。iii焊钳闭合加压时不仅压力大小可以任意调节而且两电极的闭合速度也是可变的开始快后来慢最后轻轻地和工件接触减少电极冲击和工件变形必要时还可以调节焊接过程中的压力大小减少点焊喷溅。焊接定时器、以前的定时器大多与机器人控制柜分离开控制柜只控制机器人的运动、焊钳姿态和开合定时器控制焊接的电参数和通电时间(周波数)。如果两者之间通过控制柜与定时器之间的IO口进行通讯则编程时不能对焊接参数进行任意编程只能从定时器预先设定的几组参数中挑选一组、定时器是单片机或工控机进行控制的则机器人控制柜可通过一个接口直接控制焊接参数所有参数都可由编程器在编程时直接输入和预置?;魅撕投ㄊ逼饕惶迨绞笨山谑∽饕悼占洳恍枰魅丝刂乒窈投ㄊ逼髦涞慕涌诜奖憧煽?。焊钳防撞措施点焊机器人由于焊钳较重不能安装象弧焊机器人那样的防撞传感器因此要求点焊机器人的控制柜具备在机器人或者焊钳与周边设备或者工件发生碰撞即在负载超出限定值时能立即停止机器人运动的功能甚至还能自动后退避免焊钳与工件紧顶而损坏工件或者焊钳。三、外围设备机器人底座和机架机器人移动装置工件的固定工作台焊接工装夹具工件变位装置焊枪喷嘴清理装置焊丝切剪装置焊钳电极的修整、更换装置、机器人的底座和机架、工件和机器人的移位和变位装置复合型变位机搬运机器人变位机与变位机相比较搬运机器人作为变位机其灵活性、柔性和精度都更高搬运机器人负载能力大可以将卡具和工件一同提起送给焊接机器人进行焊接从而焊接机器人可以选用较小的型号以降低成本用搬运机器人作为变位机容易实现双机器人的协调运动可以更好地焊接复杂曲线的焊缝理想使焊缝在姿态下焊接当需要更换工件时只需要更换卡具和机器人程序工作量小耗时少换型快机器人作为变位机所用卡具大多是比较简单的通用抓手制造成本低机器人作为变位机还可以发挥其搬运能力的作用即可以从一处搬运来工件进行焊接焊接完成以后又可以将工件送到其它位置进行作业从而加快了工件的输送速度也可节省工件输送设备的投资。、其它辅助装置焊枪喷嘴的清理装置焊丝剪断装置换枪装置点焊钳电极的清理和修整装置点焊机器人的效率比普通电焊机的效率高很多电极容易磨损或变形特别是点焊镀锌、镀锡或镀铅钢板时电极会被镀层材料污染而影响焊接质量。因此需要每焊一个或几个焊点就对电极进行清理连续焊接一段时间后应对变形的电极端部进行整形。清理方法一般采用钢刷或铣刀整形一般采用成形铣刀。目前点焊机器人生产厂家一般都有配套的电极清理和整形装置。安全与卫生装置安全围栏安全保卫设施(接近开关、光栅栏、安全地毯、急停按钮)排烟装置活接头第三节焊接机器人工作站一、简易焊接机器人工作站、产品对象凡是焊接时工件不需要变位的场合并且机器人的活动范围又能达到所有焊缝或焊点位置的场合都可以采用简易焊接机器人工作站。、特点⑴是能用于焊接生产的、最小组成的焊接机器人系统⑵操作简单易于掌握故障率低⑶投资小见效快投资回报率高。、基本组成①弧焊机器人:包括机器人本体、机器人控制柜、示教盒等②焊接系统:弧焊电源和接口、送丝机、焊丝盘、送丝软管、焊枪、防撞传感器及各设备间相连接的电缆、气管和冷却水管等③机器人底座或机架④工装夹具:工作台、工件夹具⑤辅助装备:围栏、安全?;ど枋┖团叛陶值缺匾被箍杉幼昂盖古缱烨謇砗图羟泻杆孔爸??;『富魅斯ぷ髡劲俚愫富魅耍夯魅吮咎?、机器人控制柜和编程盒等②焊接系统:一体式焊钳、定时器和接口各设备间的连接电缆、压缩空气管和冷却水管等③机器人底座或机架④工装夹具:工作台、工件夹具⑤辅助装备:电极修整装置、围栏、安全?;ど枋┑鹊愫富魅斯ぷ髡?、应用实例二、变位机和焊接机器人组合的工作站、回转台+弧焊机器人的工作站、旋转-倾斜变位机+弧焊机器人工作站、翻转机+弧焊机器人工作站、龙门机架+弧焊机器人工作站、滑轨+弧焊机器人工作站、焊接机器人+搬运机器人工作站三、焊接机器人与周边设备作协调运动的工作站熔化焊过程中如果能使整条焊缝各点熔池始终处于水平或者稍微下坡状态则焊缝成形最平滑、最美观焊缝质量也最好。这就要求变位机在整个焊接过程中与机器人协调动作共同合成焊缝的轨迹并保持焊接速度和焊枪姿态在要求范围之内。必要性第五节焊接柔性制造系统柔性制造系统(FMS)的定义:一个由计算机控制整个生产过程的系统采用多台半独立的数控加工设备(如数控机床、机器人工作站等)这些加工设备通过物料输送系统相互连接。一、系统基本组成焊接机器人工作站的基本结构二、控制与编程方法运行方式与模式自动模式:所有命令都自动执行手动模式:所有运行命令只能通过相应的按钮来操作但必须依照合法的操作顺序运动才能实现维修模式:在这种模式下所有限定都失去作用因此操作起来比较容易出现事故只允许在设备维修时由高级管理人员输入正确的密码后才能操作??刂品椒ㄓ没Ъ叮赫馐瞧绞笔褂玫墓ぷ骷侗鹕瓒ㄔ谡饧侗鹗辈僮魅嗽辈荒芨纳叩幕静问窦叮荷瓒ㄔ谡飧黾侗鹗辈僮魅嗽敝荒芨墓ぜ渌拖低车乃阉髂J交蛞贫畹荒芨纳叩幕静问呒豆芾砑叮罕匦胗筛呒豆芾碓笔淙朊苈氩拍芙胝飧黾侗鹫馐窍低车乃胁问伎梢孕薷?。编程WFMS中每台机器人的编程与一般焊接机器人工作站的编程一样可以用示教盒进行在线编程或者通过编程软件进行离线编程然后把程序下载到机器人控制柜。但由一点必须注意一套程序应能在相关的不同机器人工作站之间传输和使用。因此在必要时应先运作接触寻位子程序以自动修正程序的位置参数使能适应两个不同工作站上工件的空间位置的细微差异?;魅斯ぷ髡镜娜吭诵谐绦虬呕?、变位机的动作在内一般都由机器人的控制柜或工作站的控制柜来控制而工作站以外的设备主要是子母车的运动、??课恢煤凸ぜ靶队胧侗鸬仍蛴煽刂浦行牡腜LC控制。整个系统的运作由中心计算机监控及统一指挥包括每一个机器人工作站应调用哪套程序进行焊接。三、生产特点WFMS是一种适应多品种、中小批量产生的柔性化系统WFMS虽然可以适应各种类型工件进行自动化焊接生产但一般还是要进行针对性专业化生产制造工件结构应使机器人具有良好的可达性并且尽量采用T型坡口避免I型坡口的对接接头使机器人在运行时电弧跟踪时更加有效WFMS各工作站焊接工件的周期(节拍)要均衡。

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