[MINI型焊接机器人工作站的应用.docVIP

MINI型焊接机器人工作站的应用 现在，机器人用户对工业机器人生产提出了更高的要求——在完成生产纲领的情况下，提高单位面积的产值，即使用更少的生产布局和人员完成生产。安川首钢机器人有限公司（以下简称“YSR”）根据客户的这一需求，经过几年的探索和实践，开发出了MINI型焊接机器人工作站（以下简称“mini-cell”）。?mini-cell的组成? 焊接机器人在工业机器人应用领域占有最大的份额。由于汽车制造业对许多构件的焊接精度和速度等指标提出越来越高的要求，此外，焊接时的火花及烟雾等，对人体造成危害，因此，焊接过程的完全自动化已成为重要的研究课题。其中，最为重要的就是应用焊接机器人。机器人焊接工作站组成如图1所示： 1.工业机器人?焊枪或作业工具的载体，实现弧焊作业时所需要的焊接位置、焊接姿态、焊接轨迹。?2.功能设备? 各种焊接电源及焊接电源相关的所有配套设备，是体现系统功能的设备。根据工件对焊接工艺的要求及用户对生产厂家及焊接电源规格的喜好，使得焊接电源存在多样性的选择。常用电源如图2所示。 3.辅助变位设备? 为了实现焊接所要求的最佳焊枪姿态和焊枪位置，对机器人或夹具进行变位的设备。在mini-cell（见图）中，由于工件的焊接工艺及空间限制，一般情况下使用固定台或单轴翻转变位机及双轴变位机（见图）。 4.工装夹具?实现工件定位的关键设备。?5.电气控制设备? 系统运行的控制中心，是系统正常运行的保障。焊接工作站的电气系统基本可划分为以下几个部分： PLC控制器、主操作盘、机器人控制系统、夹具和安全附属系统。?6.系统安全及底座?安全栏、弧光防护、设备安全及人员安全的保障设备。?mini-cell与一般焊接工作站外观对比，其特点如下：?第一，mini-cell采用MOTOMAN-MA1400机器人，由于其线缆内藏和R轴的特殊设计，能够在更小的范围内实现更多的焊接姿态，因而是mini-cell最优的选择。?第二，mini-cell主要应用于汽车零部件中小型零件的焊接,适用焊接零件尺寸范围为500mm×500mm以内。?第三，mini-cell的安全栏布局紧凑，采用全封闭式防护。为了防止弧光，在机器人S轴增加挡圈式弧光防护栏。 mini-cell工作站的应用?mini-cell的开发及应用已有几年时间，根据实际应用，将一些经验与大家一起研究。?1. 必须满足安全要求? 焊接机器人能够代替人在危险、有害的恶劣环境中作业，同时又带来了另一种潜在的危险，即机器人伤人事故。为此，在焊接机器人在线运行时，绝对不能有人进入其运动安全范围所在区域，并且其运动区域内应该保证无干涉，这是焊接机器人安全管理最为重要的一条原则。对于mini-cell而言，由于空间更为紧凑，在机器人运动区域设计布置方面尤为重要。例如我们正在使用的安全防护措施：?（1）mini-cell周边设备安装全封闭安全防护栏，以防止有人进入危险区域造成意外伤害。作为双工位不间断生产的mini-cell，在工位间设置有移动式防护装置，防止一侧机器人焊接时另一侧对操作工人的伤害。?（2）安全栏上设置安全门, 安全门入口设置四级插拔式安全开关，与PLC连锁。人员进入工作站内部之前，必须先打开安全开关，同时在安全开关上加挂锁（见图5），并带好钥匙，防止其他人关门上锁启动系统。当安全开关打开后，机器人伺服电源断开，机器人停止运动。如果要启动机器人执行程序，则必须要把挂锁取走，安全开关闭合。?（3）在mini-cell周边及内部，安装多个紧急停止开关，如主操作盘、双手启动按钮操作盒、机器人示教盒、机器人控制柜及工作站内部。紧急情况下，按下急停按钮后，系统所有设备停止运行。?（4）在mini-cell的电气控制系统中采用安全PLC或安全继电器。对于安全继电器或安全PLC，由于其采用冗余、多样的结构，并具有自我检测和监控、可靠的电气元件、反馈回路等安全措施，保证在本身缺陷或外部故障的情况下，依然能够保证安全功能，并且可以及时的将故障检测出来。在最大程度上保证了整个安全控制系统的正常运行，实现人和工作站的安全。?2. mini-cell工作站的外部轴? 为了满足和适应更多产品的需求,在mini-cell设计时,同时要考虑产品焊接过程中的稳定性和产品品质,最终选用的mini-cell具有多种不同类型的外部轴变位机。? 焊接机器人的外部轴与其他机身6个基本轴一样，均含有伺服驱动器和伺服电动机，与相应的机械传动装置相配合，可以有效扩大机器人的活动范围，并且能够在复杂或狭窄的空