弧焊机器人工作站系统应用（ABB） 焊缝跟踪的基本原理及技术 C-01-O-O-6.1工业机器人的焊缝跟踪原理-课件160901.ppt

目前，机器人在实际焊接过程中的工件在加工、装配过程中的尺寸误差和位置偏差以及工件加热变形等因素的变化会使接头位置偏离所示教的路径，这样会造成焊接质量下降甚至失败。 所以精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的关键，它是实现焊接过程自动化的重要研究方向。 * 通过左右视频对比可以看到，左边焊缝轨迹出现偏离后，通过焊缝跟踪技术可以自动修正轨迹。 * 所谓焊缝跟踪,即以焊炬为被控对象,电弧相对于焊缝中心位置的偏差作为被调量,通过视觉传感、接触传感、超声波传感、电弧传感等多种传感测量手段,控制焊炬使其在整个焊接过程中始终与焊缝对口。 * 焊缝自动跟踪主要由传感器、控制器、执行机构三大部分组成，并构成一个闭环反馈系统（见附图）。 * 传感器是焊缝自动跟踪系统的关键部分。其作用是精确检测出焊缝的位置和形状信息并转化为电信号。控制系统才能对信号进行处理，并根据检测结果控制自动调节机构调整焊枪位置，从而实现焊缝自动跟踪。 * 现代智能控制就是主要利用人的操作经验、知识和推理规则，同时利用控制系统所提供的某些信息得出相应的控制动作，以达到预期控制目的的一种控制方法。可编程序控制器（PLC） 是应用最广泛的控制器。 * 较为常见的PLC有西门子、欧姆龙、三菱等品牌。 * 焊缝跟踪系统中最常采用的伺服电动机主要有步进电动机、直流伺服电动机、无刷直流伺服电动机和交流伺服电动机等。在近年开发的焊缝跟踪系统中步进电动机己逐步被淘汰，逐步采用直流伺服电动机和无刷直流伺服电动机。 * 工业机器人的六个伺服轴就是典型的伺服电机在焊缝跟踪设备上的应用。 * 对于焊缝跟踪执行机构的机械装置，最重要的是行走机构，它的灵活性和稳定性对跟踪精度起着很重要的作用。臂式传动机构实现的焊机机器人灵活性很高，可以实现多轨迹，多角度的焊接，但是由于其自由度的增多，必然导致其制造工业和制造成本的急剧增加，而且做自由度旋转臂的控制也极其的复杂。 在焊接领域和一些机床中，广泛使用的还用龙门式结构的位移传动机构。 * 典型的龙门式结构的位移传动机构如图所示，该机构可较为经济的实现焊缝跟踪的位移，相对于机器人而言有很高的性价比。 * 对于简易焊缝跟踪机器人而言，在焊接和其他行业中大多采用四轮移动机构的典型结构。随着焊接机器人技术的不断发展，机械手机构被广泛应用于焊缝自动跟踪机构。 * 当前的焊缝自动跟踪技术要求具备有一般人工操作而不能解决的功能，如耐强光，耐热，高精度，快速响应，低速大转矩等。 * 焊缝跟踪的可以改善焊接质量，保证焊缝不发生偏离，在民用、军工、航空航天等场合具有广泛的应用，例如在汽车板件焊接、铁路机车车辆部件焊接、钢管行业焊接中的应用。 * 现代化的焊接技术，进一步提高焊接质量、改善劳动条件、提高劳动生产率已经成为所有焊接工作者的强烈的愿望，而采用自动控制技术是实现上述的的正确途径。 * 最后我们总结一下，1、什么是焊缝跟踪技术？2、为什么要采用焊缝跟踪技术？3、焊缝跟踪系统的组成？ * 弧焊机器人工作站系统应用6.1 焊缝自动跟踪技术原理及方法 焊缝自动跟踪技术概述 焊缝跟踪作为一门综合性应用技术，具有多学科交叉融合的特点，包括电子技术、计算机、焊接、结构、材料、流体、光学、电磁等学科，国内外众多研究工作者投入到这一领域进行研究，从示教型焊接机器人到程序控制焊接系统，再到移动式自动焊缝跟踪技术，焊接自动化的每一次进步都显著提高了生产效率。焊接技术的自动化、柔性化与智能化是未来焊接技术发展的必然趋势。 一、焊缝跟踪的定义 1.焊缝跟踪 就是焊枪沿焊缝自动导向，使电弧中心实时自动瞄准焊缝中心，也称为自动对中，是实现焊接自动化的重要环节。 焊缝 电弧 焊缝跟踪的实质就是使焊接电弧对准接焊缝位置从而保证焊接接头成型和焊接质量。 它通过传感器检测电弧偏离焊缝的信息，通过自动控制系统和伺服装置调节电弧与焊缝的帽对位置，使偏离减小，直到消失。 2.焊缝位置自动跟踪控制 为什么要焊缝跟踪？ 目前，在机器人弧焊过程中，如果焊接条件基本稳定，则机器人能够保证焊接质量。但在实际焊接过程中的工件在加工、装配过程中的尺寸误差和位置偏差以及工件加热变形等因素的变化会使接头位置偏离所示教的路径，这样会造成焊接质量下降甚至失败。 所以精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的关键，它是实现焊接过程自动化的重要研究方向。 6-2 焊缝优化对比示意图 焊接轨迹偏离 焊接轨迹正常 采用焊缝跟踪技术的前后对比： 6-4 焊缝跟踪自动修正 6-3 焊缝出现偏离 焊缝自动跟踪的重要性及意义 焊接是一门材料连接技术，通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或者分子间的作用力而连接在一起，随着焊接技术的不断发展，它在生产中的应用日趋