第5章_工业机器人.ppt

弧焊工艺对机器人的基本要求 （1）弧焊作业均采用连续路径控制（CP），其定位精度应≤±0.5mm。 （2）弧焊机器人可达到的工作空间必须大于焊接所需的工作空间。 （3）按焊件材质、焊接电源、弧焊方法选择合适种类的机器人。 （4）正确选择周边设备，组成弧焊机器人工作站。弧焊机器人仅仅是柔性焊接作业系统的主体，还应有行走机构及移动机架，以扩大机器人的工作范围。同时，还应有各种定位装置、夹具及变位机。多自由度变位机应能与机器人协调控制，使焊缝处于最佳焊接位置。 （5）弧焊机器人应具有防碰撞及焊枪矫正、焊缝自动跟踪、熔透控制、焊缝始端检出、定点摆焊及摆动焊接、多层焊、清枪剪丝等相关功能。 （6）机器人应具有较高的抗干扰能力和可靠性（平均无故障工作时间应超过2000h，平均修复时间不大于30min；在额定负载和工作速度下连续运行120h，工作应正常），并具有较强的故障自诊断功能（如“黏丝”、“断弧”故障显示及处理等）。 （7）弧焊机器人示教记忆容量应大于5000点。 （8）弧焊机器人的抓重一般为5-20kg，经常选用8kg左右。 （9）在弧焊作业中，焊接速度及其稳定性是重要指标，一般情况下焊速约取5-50mm/s，在薄板高速MAG焊中，焊接速度可能达到4m/min以上。因此，机器人必须具有较高的速度稳定性，在高速焊接中还对焊接系统中电源和送丝机构有特殊要求。 （10）由于弧焊工艺复杂，示教工作量大，现场示教会占用大量生产时间，因此弧焊机器人必须具有离线编程功能。其方法为：①在生产线外另安装一台主导机器人，用它模仿焊接作业的动作，然后将生成的示教程序传送给生产线上的机器人；②借助计算机图形技术，在显示器(CRT)上按焊件与机器人的位置关系对焊接动作进行图形仿真，然后将示教程序传给生产线上的机器人，目前已经有多种这方面商品化的软件包可以使用，如ABB公司提供的机器人离线编程软件Program Maker。由于计算机技术发展，后一种方法将越来越多地应用于生产中。 弧焊机器人的焊接设备 弧焊机器人的焊接设备主要有弧焊电源、焊枪送丝机构、焊接传感器等组成。 弧焊机器人的应用 弧焊机器人的应用范围很广，除了汽车行业之外，在通用机械、金属结构、航天、航空、机车车辆及造船等行业都有应用。 弧焊机器人实例 5.4.2 搬运机器人 搬运机器人（transfer robot）是主要从事自动化搬运作业的工业机器人。所谓搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移到另一个加工位置。工件搬运和机床上下料是工业机器人的一个重要应用领域，在工业机器人的构成比例中占有较大的比重。 搬运机器人系统组成 搬运机器人系统由搬运机械手和周边设备组成。搬运机械手可用于搬运重达几公斤至1t以上的负载。微型机械手可搬运轻至几克甚至几毫克的样品，用于传送超净实验室内的样品。周边设备包括工件自动识别装置、自动启动和自动传输装置等。搬运机器人可安装不同的末端执行器（如机械手爪、真空吸盘及电磁吸盘等）以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作。 搬运机器人的应用 最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。八十年代以来，工业发达国家在推广搬运码垛的自动化、机器人化方面得到了显著的进展。日本、德国等国家在大批量生产如机械、家电、食品、水泥、化肥等行业广泛使用搬运机器人。 FUJIACE搬运机器人 5.4.3 喷漆机器人 喷漆机器人是用于喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。 喷漆机器人系统组成 喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，配有自动喷枪、供漆装置、变更颜色装置等喷漆设备。 喷漆机器人采用液压驱动较多。液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。机器人多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动。其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。动作速度快、有良好的防爆性能，其示教方式以连续轨迹示教为主，也可作点位示教。 喷漆机器人系统组成 1—机械手 2—液压站 3—机器人控制柜 4，12—防爆器 5—传送带 6—电动机 7—测速电机 8—喷枪 9—高压静电发生器 10—塑粉回收装置 11—粉桶/高压静电发生器 13—电源 14—气源 15—烘道 防爆功能的实现 喷漆机器人的电机、电器接线盒、电缆线等都应密封在壳体内，使它们与危险的易燃气体隔离，同时配备一套空气净化系统，用供气管向这些密封的壳体内不断地运送清洁的、不可燃的、高于周围大气压的保护气体，以防止外界易燃气体的进入。机器人按此方法设计的结构