工业机器人自动焊接生产线及调试分析

工业机器人自动焊接生产线及调试分析

发表时间：2019-06-05T08:58:11.513Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：翟科[导读] 摘要：工业机器人自动焊接生产线及调试是现代化工业发展的关键，分别从以下几个方面对此详细分析，目的在于更好的提高工业机器人自动焊接生产线运行效率，实现工业现代化发展。（北京交通大学海滨学院河北沧州 061100）摘要：工业机器人自动焊接生产线及调试是现代化工业发展的关键，分别从以下几个方面对此详细分析，目的在于更好的提高工业机器人自动焊接生产线运行效率，实现工业现代化发展。关键词：自动焊接 PLC编程仿真输入激光焊接工业机器人自动焊接生产线的形成，为工业生产提供更多便利，减少生产压力。那么工业机器人自动焊接生产线的贯彻落实，必须确保焊接工艺符合生产标准。安川MOTOMAN系列机器人涉及到弧焊、切割、喷漆、教学等，在汽车、烟草、陶瓷、矿山机械等行业广泛应用。工业机器人自动焊接生产线主要应用PLC可编程控制器进行控制，该编程控制器具有抗干扰、编程简单、运行可靠等优势。结合机器人自动焊接生产线，全面、详细分析生产线，控制好流程与布局，确保编程、调试科学。

1.工业机器人自动焊接生产线及调试发展现状科学技术发展迅速，工业机器人的产生，为焊接生产线提供了很多便利。机器人本身需要以编程形式实现自动控制，并且执行工业生产中移动作业以及机械操作等任务，总体来讲机器人属于高科技机械装置。以工业机器人打造自动焊接生产线，对机器人要求十分严格，尤其是重复定位精度必须在±0.03mm范围之内，要求机器人行程1200mm，能够完成复杂的焊接工作。工业机器人自动焊接生产线对功率、速度等也具有严格要求。自动焊接生产线实现了小距离、高度动作，具备高精度、高刚性等优势【1】。当前工业现代化改革正在进行，其中工业机器人自动焊接生产线操作成为主要发展趋势。PLC可编程控制器，利用程序改编的方式，调整工业机器人生产工艺，自动焊接中更加注重质量与形态。工业机器人自动焊接生产线中包括激光焊接技术，这种技术能够保持生产零件规范，并且操作速度极快，可以实现连续在线加工。工业机器人自动焊接生产线已经成为当前工业生产发展主流。

2.工业机器人自动焊接生产线设计工业机器人自动焊接生产线设计，主要包括以下几个步骤：首先输入信号，找到输入按钮以及旋钮，操作仿真输入。及时输出信号，运用指示灯进行生产线信号模拟并且输出。其次根据生产线点位列表及时调整位置，已达到焊接点位确定的目的。具体操作，第一是调整5个点位，保证点位调整焊接参数不能相同。1号参数为P31调用，3号参数为P32调用，8号参数为P33调用，11号参数为P34调用，15号参数为P35调用。最后需要从安全角度出发，设计互锁信号方案，自动焊接生产线放料阶段的防跌料设计【2】。确定焊接模型，当工业机器人到达明确的焊接位置，会给现场焊接机发出Laser_start信号。焊接机接收到信号进行焊接工作，焊接结束给机器人发送Laser_end信号。工业机器人接收到信号之后，转移到其他焊接位置准备焊接。

3.自动焊接生产线设计

自动焊接生产线设计，首先设计控制流程，其次设置生产线相关配置以及布局，最后是准确定义PLC控制信号。

3.1控制流程设计分析

控制流程设计分析是自动焊接生产线关键步骤，要求操作人员准备好设备，将焊接需要使用的材料放置到上料台上，当然还包括焊接治具。工业机器人会根据上料台上的材料感应信号，及时到位置取材料。机器人取完焊接材料之后，需要发出连接信号，与另外的机器人进行信号互锁，确定信号之后及时移动到焊接位置，调节焊接参数，确定焊接参数及时传输给焊接机，帮助焊接机完成产品焊接准备。进入到焊接工作，注意焊接质量控制。焊接工作结束，机器人之间进行互锁信号，及时将焊接治具移动到下料台，放置在安全点位置【3】。循环操作控制流程，实现工业自动化焊接。具体机器人自动焊接生产线控制流程如下：开始操作→确保机器人位于P（O）点，初始化（I/O）→等待上料台上料→确认上料台有料→取料并按轨迹运行到P（150）点，并等待互锁信号→开始焊接→焊接完成→下料台有料→机器人等待放料→放料→返回点R→重新执行程序。

3.2生产线布局

生产线科学配置与系统布局，首先是激光焊接机的配置。以高能量激光脉冲为中心，提供科学光纤模式，传输焊接介质，实现微小区域局部加热，改变材料状态，将焊接材料在特定熔池中熔化。激光焊接机本身具备快速、精密、定位准确等特点，缩小焊点宽度，同时实现点焊与缝焊，保证焊接外观平整的同时，缩小热量影响区，为自动焊接生产线提供更多发展优势。其次是机器人选择，安川MOTOMAN 机器人针对焊接治具放置以及搬运等进行精准定位，以信号互锁定位焊接位置，完成焊接工作。了解工业机器人是生产线布局的重要条件。最后是电磁铁的配置与布局。电磁铁如果通电，其中的磁铁磁性会消失，这属于消磁。当然如果电磁铁不通电，磁铁始终保持磁性，处于带磁状态。一般自动焊接生产线运行中，电磁铁不能始终处于通电状态，对电磁铁的磁性会产生很大影响，磁性逐渐下降，甚至还会直接烧坏电磁铁。图1为自动焊接生产线布局图。

图1-自动焊接生产线布局图

图中包括激光焊接机器、电磁铁、镇镜头、上下料台、机器人、机罩、辅助夹具等。科学布局缩小生产线占地面积，实现可持续循环焊接，提高自动焊接生产线操作效率。

4.PLC编程控制与调试

工业机器人自动焊接生产线的落实与运行，必须依靠PLC编程系统。系统程序与计算机操作系统相似，属于系统固定模式。以自动焊接生产线为用户主体，结合用户程序需要编写执行与控制程序。格式为*.PAC格式，这种格式能够在记事本中打开。应用程序编写包括在线编程、离线编程，以PLC控制程序的编写为主体。PLC简易布局，包括控制信号，注意控制信号应用直流信号。传输期间则模拟输入与输出命令，构成仿真系统。

机器人自动焊机生产线调试工作，熟悉上述编程控制前提下，及时调试电磁刹车。所有工业机器人都会安装电磁刹车在某些关节上，帮助机器人正常工作中能够有效控制。当然如果电磁涉车系统出现问题，必须及时调试，恢复原点进行校正，或者手动松开刹车或者关闭刹车，操控机器人手臂动作，保证机器人能够及时完成焊接工作，并且回到规定位置。手动刹车控制，先确认机器人伺服是否处于关闭状态，机器人设备上点击菜单，选择其中的工具项目，找到手动刹车。刹车松开的关节选择中，找到相关对话框，选择确定按钮按下，完成松开机器人刹车。手动松开刹车必须注意，刹车关节对重力变化十分敏感，一定要仔细检查关节位置，确保安全基础上手动松开刹车，预防不必要的意外情况。两个人共同操作手动刹车，协调控制操作界面与机器人相应轴，按照顺序依次松开轴。原点校正过程中，确定原点位置与编码器位置，以对照方式进行原点校正。原点校正过程中，及时记录编码器马达转数，校正结束，计算马达旋转角度。

结束语：

综上所述，工业机器人自动焊接生产线的优化，调试手段升级，帮助工业机器人完成焊接任务。控制好系统操作运行流程，保证输入、输出信号准确，程序正常运行，其一提高工业机器人自动焊接生产线工作效率，其二推动工业生产的现代化改革。

参考文献：

[1]陈志平.工业机器人自动焊接生产线的设计与调试[J].机床与液压，2016，44（23）.

[2]刘少飞，高春明，周章勇.基于PLC的工业机器人控制系统在汽车焊接生产线中的设计及应用[J].工程技术：文摘版：00118-00118.

[3]陈丕立，梁为栋，王勇杰.基于工业机器人的不锈钢复合底锅压力焊自动化生产线设计[J].机电工程技术，2017，46（8）：87-90.