焊接机器人研究
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• • • • • • • 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
(四) 机器人焊接的主要特点
1、焊接质量高，稳定性好； 2、可提高劳动生产率；
3、改善劳动条件；
4、降低工人技术操作水平； 5、缩短产品更新换代周期； 6、降低生产成本； 7 、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化；
浙江天煌科技实业有限公司
应用实例 3 : 多工位固定式机器人焊接工作站
◆适于不需要自动翻 面的小型结构件的自 动化焊接； ◆根据工件尺寸及人 工物流强度来选择实 际布局； ◆站体结构简单，可 靠性强，对于同类尺 寸的工件自动化焊接 兼容性强； ◆站体采用整体一体 式结构，对于设备的 搬迁和挪动非常方便； ◆夹具采用气动手动 均可。
三、 焊接机器人工作站
(一) 简易焊接机器人工作站
1、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。
2、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。
3、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 保护设施和排烟罩等，必 要时还可加装焊枪喷嘴清 理和剪切焊丝装置。
弧焊机器人工作站
① 点焊机器人：机器人本体、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、安全保护设施等
点焊机器人工作站
应用实例1:单工位固定式机器人焊接工作站
浙江天煌科技实业有限公司
THRBYY-2型设备介绍
THRBYY-2型 工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）
机器人示教器 示教器包括连接电缆、触摸屏用笔、示教器复位按钮、急停开关、使 能器按钮、触摸屏、快捷键单元、手动操作摇杆、备份数据用USB接口等 组成。 机器人示教单元FlexPendant以简洁明了、直观互动的彩色触摸屏和3D 操纵杆为设计特色，拥有强大的定制应用支持功能，可加载自定义的操 作屏幕等要件，无需另设操作员人机界面。
8、在各种极限条件下完成焊接作业。
二、焊接机器人系统的基本配置
• 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
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
THRBYY-2型 工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）
浙江天煌科技实业有限公司
THRBYY-2型设备介绍
使用一台ABB IRB-1410型机器人本体，具有六个自由度。采用优化设计， 设送丝机走线安装孔，为机械臂搭载工艺设备提供便利。 配套使用ABB IRC5标准机器人控制器，内置各项人性化弧焊功能，可通过
浙江天煌科技实业有限公司
(二) 行走+焊接机器人组合的工作站
◆适合于三维面焊接件，无论是直线、曲线、圆弧焊缝，都能较理想使焊缝处于船型焊接位置，可有效的保证焊枪的 可达性及焊缝的工艺性，相对于块焊接的工件宽度、高度、直径小； ◆采用高精度伺服电机及减缩机保证变位的重复定位精度 ，夹具折卸更换方便，自动化拓展性强； ◆可选配机器人本体同类型电机，可达到8轴协调联动； ◆利用机器人在X向行走，不仅解决超长工件的可焊性，而且还可以让开吊具对工件取放的阻碍； ◆主要适应于MAG自动焊接工艺，能充分体现机器人寻位、电弧跟踪、多层多道的应用价值； ◆多工位成一字形摆放，可以有效提高装件取件的时间值，充分保证利用机器人生产价值 。
焊丝剪断装置
换枪装置
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
焊接烟尘净化器主要部件包括：万向吸尘臂、耐高温吸尘软管、 吸尘罩（带风量调节阀）、阻火网、阻燃高效滤芯、脉冲反吹 装置、脉冲电磁阀、压差表、洁净室、活性碳过滤器、沉灰抽 屉组合、阻燃吸音棉、带刹车的新韩式脚轮、风机、电机以及 电控箱等。
浙江天煌科技实业有限公司
THRBYY-2型设备介绍
THRBYY-2型 工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）
机器人控制器 IRC5支持先进的I/O现场总线，在任何工 厂网络中都是一个性能良好的节点，具有 一系列强大的联网功能，如传感器接口、 远程磁盘访问、套接口通讯等等。支持远 程服务，可通过标准通信网（GSM或以太 网）进行机器人远程监测。先进诊断方法 可实现故障快速确诊及机器人终生状态监 测。提供多种服务包供用户选择，涵盖备 份管理、状况报告、预防性维护等各类新 型服务。 控制器柜体外部包括示教器、电源开关、 急停、通电/复位按钮、手动/自动、RS端 口、机器人端口、伺服电缆、编码器电缆 等组成；内部包括主机、电容、伺服驱动、 轴计算机板、安全面板、继电器、 DSQC651 I/O板、端子排等。
浙江天煌科技实业有限公司
(三) 变位机+焊接机器人组合的工作站
1. U型二轴变位机式机器人焊接工作站
◆适合于三维面的大焊接件， 无论是直线、曲线、圆弧焊缝， 都能较理想使焊缝处于船型焊 接位置，可有效的保证焊枪的 可达性及焊缝的工艺性； ◆ 采用高精度伺服电机及减缩 机保证变位的重复定位精度， 夹具折卸更换方便，自动化拓 展性强； ◆可选配机器人本体同类型电 机，可达到8轴至12轴协调联动； ◆利用机器人在XYZ方向行走， 解决超长、超宽、超高工件的 可焊性； ◆主要适应于MAG自动焊接工 艺，能充分体现机器人寻位、 电弧跟踪、多层多道的应用价 值。
（波形控制，表面张力过渡）
颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源
（晶闸管，FS 100%，射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）
特殊功能焊接电源
送丝装置
1、送丝机
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
浙江天煌科技实业有限公司
应用实例 2 : 双工位FT式机器人焊接工作站
◆适合于小型结构件 产品的自动化焊接； ◆大大降低人力物流 强度，操作方便、安 全快捷； ◆夹具折卸更换方便， 自动化拓展性强； ◆工位排布相当于一 字型，不仅工位可成 固定式一字型，也可 选工位变位式一字型 排布； ◆适应于 MAG/MIG/TIG/等离 子弧焊自动焊接工艺， 也能应用于机器人 激 光切割焊接等用途。
浙江天煌科技实业有限公司
2. 双工位单轴变位机H式机器人焊接工作站
◆适合焊缝分布在多个面 的中小型焊接件，工件360 度自动翻转、无论是直线、 曲线、圆弧焊缝，都能较 好的保证焊枪焊接姿态和 可达性； ◆采用高精度伺服电机及 减缩机保证变位的重复定 位精度 ，夹具折卸更换方 便，自动化拓展性强； ◆可选配机器人本体同类 型电机，可达到7轴协调联 动，有利于转角及圆弧焊 缝的连续性焊接； ◆适应于MAG/MIG/TIG/等 离子弧焊自动焊接工艺， 也能应用于机器人等离子 切割、火焰切割、激光切 割 等用途；
2、点焊装置
(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
1、机器人的底座和机架
2、工件和机器人的移位和变位装置
复合型变位机
3、其它辅助装置
焊枪喷嘴的清理装置
焊接机器人设备介绍
一、关于焊接机器人
(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
1、按用途来分
弧焊机器人
点焊机器人
(三) 机器人焊接系统组成
浙江天煌科技实业有限公司
3. 双工位回转式机器人焊接工作站
◆适于所有小型结构件产 品的自动化焊接； ◆ 工位自动切换，大大降 低人力物流强度，操作方 便、安全快捷、简洁实用； ◆工位自动切换定位精度 高，夹具折卸更换方便， 自动化拓展性强； ◆自动变位采用高品质气 缸推动齿轮齿条原理，水 平正负180度交替 回转， 速度平稳； ◆具有到位限位档块与缓 冲机构，回转速度根据需 要可调节； ◆具有开气、断气、断电 等安全保护，夹具采用气 动手动均可； ◆适应于MAG/TIG/等离子 弧焊自动焊接工艺。
编程操作手持终端FlexPendant（示教器）进行操控。
型号 轴数 工作范围（第五轴到达距离） 有效荷重 附加载荷 重复定位精度 最大速度 IRB 1410 6 1440 mm 5 kg 第三轴18 kg、第一轴19 kg 0.02 mm 2.1 m/s 轴运动 轴1旋转 轴2手臂 轴3手臂 轴4手腕 轴5弯曲 轴6翻转 工作范围 +170°~ -170° +70°~ -70° +70° ~ -65° +150°~ -150° +115°~ -115° +300°~ -300°
2、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。
3、机构形式：
(二) 机器人焊接系统的选择
1、弧焊装置
焊接电源 1、负载持续率
2、电源种类
普通焊接电源（晶闸管）
具有减少短路过渡飞人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
(四) 机器人焊接的主要特点
1、焊接质量高，稳定性好； 2、可提高劳动生产率；
3、改善劳动条件；
4、降低工人技术操作水平； 5、缩短产品更新换代周期； 6、降低生产成本； 7 、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化；
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应用实例 3 : 多工位固定式机器人焊接工作站
◆适于不需要自动翻 面的小型结构件的自 动化焊接； ◆根据工件尺寸及人 工物流强度来选择实 际布局； ◆站体结构简单，可 靠性强，对于同类尺 寸的工件自动化焊接 兼容性强； ◆站体采用整体一体 式结构，对于设备的 搬迁和挪动非常方便； ◆夹具采用气动手动 均可。
三、 焊接机器人工作站
(一) 简易焊接机器人工作站
1、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。
2、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。
3、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 保护设施和排烟罩等，必 要时还可加装焊枪喷嘴清 理和剪切焊丝装置。
弧焊机器人工作站
① 点焊机器人：机器人本体、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、安全保护设施等
点焊机器人工作站
应用实例1:单工位固定式机器人焊接工作站
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THRBYY-2型设备介绍
THRBYY-2型 工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）
机器人示教器 示教器包括连接电缆、触摸屏用笔、示教器复位按钮、急停开关、使 能器按钮、触摸屏、快捷键单元、手动操作摇杆、备份数据用USB接口等 组成。 机器人示教单元FlexPendant以简洁明了、直观互动的彩色触摸屏和3D 操纵杆为设计特色，拥有强大的定制应用支持功能，可加载自定义的操 作屏幕等要件，无需另设操作员人机界面。
8、在各种极限条件下完成焊接作业。
二、焊接机器人系统的基本配置
• 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
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
THRBYY-2型 工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）
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THRBYY-2型设备介绍
使用一台ABB IRB-1410型机器人本体，具有六个自由度。采用优化设计， 设送丝机走线安装孔，为机械臂搭载工艺设备提供便利。 配套使用ABB IRC5标准机器人控制器，内置各项人性化弧焊功能，可通过
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(二) 行走+焊接机器人组合的工作站
◆适合于三维面焊接件，无论是直线、曲线、圆弧焊缝，都能较理想使焊缝处于船型焊接位置，可有效的保证焊枪的 可达性及焊缝的工艺性，相对于块焊接的工件宽度、高度、直径小； ◆采用高精度伺服电机及减缩机保证变位的重复定位精度 ，夹具折卸更换方便，自动化拓展性强； ◆可选配机器人本体同类型电机，可达到8轴协调联动； ◆利用机器人在X向行走，不仅解决超长工件的可焊性，而且还可以让开吊具对工件取放的阻碍； ◆主要适应于MAG自动焊接工艺，能充分体现机器人寻位、电弧跟踪、多层多道的应用价值； ◆多工位成一字形摆放，可以有效提高装件取件的时间值，充分保证利用机器人生产价值 。
焊丝剪断装置
换枪装置
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
焊接烟尘净化器主要部件包括：万向吸尘臂、耐高温吸尘软管、 吸尘罩（带风量调节阀）、阻火网、阻燃高效滤芯、脉冲反吹 装置、脉冲电磁阀、压差表、洁净室、活性碳过滤器、沉灰抽 屉组合、阻燃吸音棉、带刹车的新韩式脚轮、风机、电机以及 电控箱等。
浙江天煌科技实业有限公司
THRBYY-2型设备介绍
THRBYY-2型 工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）
机器人控制器 IRC5支持先进的I/O现场总线，在任何工 厂网络中都是一个性能良好的节点，具有 一系列强大的联网功能，如传感器接口、 远程磁盘访问、套接口通讯等等。支持远 程服务，可通过标准通信网（GSM或以太 网）进行机器人远程监测。先进诊断方法 可实现故障快速确诊及机器人终生状态监 测。提供多种服务包供用户选择，涵盖备 份管理、状况报告、预防性维护等各类新 型服务。 控制器柜体外部包括示教器、电源开关、 急停、通电/复位按钮、手动/自动、RS端 口、机器人端口、伺服电缆、编码器电缆 等组成；内部包括主机、电容、伺服驱动、 轴计算机板、安全面板、继电器、 DSQC651 I/O板、端子排等。
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(三) 变位机+焊接机器人组合的工作站
1. U型二轴变位机式机器人焊接工作站
◆适合于三维面的大焊接件， 无论是直线、曲线、圆弧焊缝， 都能较理想使焊缝处于船型焊 接位置，可有效的保证焊枪的 可达性及焊缝的工艺性； ◆ 采用高精度伺服电机及减缩 机保证变位的重复定位精度， 夹具折卸更换方便，自动化拓 展性强； ◆可选配机器人本体同类型电 机，可达到8轴至12轴协调联动； ◆利用机器人在XYZ方向行走， 解决超长、超宽、超高工件的 可焊性； ◆主要适应于MAG自动焊接工 艺，能充分体现机器人寻位、 电弧跟踪、多层多道的应用价 值。
（波形控制，表面张力过渡）
颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源
（晶闸管，FS 100%，射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）
特殊功能焊接电源
送丝装置
1、送丝机
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
浙江天煌科技实业有限公司
应用实例 2 : 双工位FT式机器人焊接工作站
◆适合于小型结构件 产品的自动化焊接； ◆大大降低人力物流 强度，操作方便、安 全快捷； ◆夹具折卸更换方便， 自动化拓展性强； ◆工位排布相当于一 字型，不仅工位可成 固定式一字型，也可 选工位变位式一字型 排布； ◆适应于 MAG/MIG/TIG/等离 子弧焊自动焊接工艺， 也能应用于机器人 激 光切割焊接等用途。
浙江天煌科技实业有限公司
2. 双工位单轴变位机H式机器人焊接工作站
◆适合焊缝分布在多个面 的中小型焊接件，工件360 度自动翻转、无论是直线、 曲线、圆弧焊缝，都能较 好的保证焊枪焊接姿态和 可达性； ◆采用高精度伺服电机及 减缩机保证变位的重复定 位精度 ，夹具折卸更换方 便，自动化拓展性强； ◆可选配机器人本体同类 型电机，可达到7轴协调联 动，有利于转角及圆弧焊 缝的连续性焊接； ◆适应于MAG/MIG/TIG/等 离子弧焊自动焊接工艺， 也能应用于机器人等离子 切割、火焰切割、激光切 割 等用途；
2、点焊装置
(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
1、机器人的底座和机架
2、工件和机器人的移位和变位装置
复合型变位机
3、其它辅助装置
焊枪喷嘴的清理装置
焊接机器人设备介绍
一、关于焊接机器人
(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
1、按用途来分
弧焊机器人
点焊机器人
(三) 机器人焊接系统组成
浙江天煌科技实业有限公司
3. 双工位回转式机器人焊接工作站
◆适于所有小型结构件产 品的自动化焊接； ◆ 工位自动切换，大大降 低人力物流强度，操作方 便、安全快捷、简洁实用； ◆工位自动切换定位精度 高，夹具折卸更换方便， 自动化拓展性强； ◆自动变位采用高品质气 缸推动齿轮齿条原理，水 平正负180度交替 回转， 速度平稳； ◆具有到位限位档块与缓 冲机构，回转速度根据需 要可调节； ◆具有开气、断气、断电 等安全保护，夹具采用气 动手动均可； ◆适应于MAG/TIG/等离子 弧焊自动焊接工艺。
编程操作手持终端FlexPendant（示教器）进行操控。
型号 轴数 工作范围（第五轴到达距离） 有效荷重 附加载荷 重复定位精度 最大速度 IRB 1410 6 1440 mm 5 kg 第三轴18 kg、第一轴19 kg 0.02 mm 2.1 m/s 轴运动 轴1旋转 轴2手臂 轴3手臂 轴4手腕 轴5弯曲 轴6翻转 工作范围 +170°~ -170° +70°~ -70° +70° ~ -65° +150°~ -150° +115°~ -115° +300°~ -300°
2、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。
3、机构形式：
(二) 机器人焊接系统的选择
1、弧焊装置
焊接电源 1、负载持续率
2、电源种类
普通焊接电源（晶闸管）
具有减少短路过渡飞人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。