焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于所設(shè)計(jì)的焊接機(jī)器人是在準(zhǔn)平面、空間狹窄的環(huán)境下工作，為了保證機(jī)器人能根據(jù)電弧傳感器的偏差信息，跟蹤焊縫自動(dòng)焊接，要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器人應(yīng)該結(jié)構(gòu)緊湊、移動(dòng)靈活且工作穩(wěn)定．文中針對(duì)狹窄空間特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一種小型移動(dòng)焊接機(jī)器人，根據(jù)機(jī)器人各結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法，把機(jī)器人機(jī)構(gòu)分為輪式移動(dòng)平臺(tái)、焊炬調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和電弧傳感器三部分。其中，輪式移動(dòng)平臺(tái)由于其慣性大，響應(yīng)慢，主要對(duì)焊縫進(jìn)行粗跟蹤，焊炬調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)焊縫跟蹤，電弧傳感器完成焊縫偏差實(shí)時(shí)識(shí)別．另外，機(jī)器人控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成安裝于機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)上，使其體積更小。焊接設(shè)備以電弧焊和點(diǎn)焊為例，由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(電弧焊)、焊槍(夾具)等組成。同時(shí)，為了減少惡劣焊接環(huán)境下粉塵對(duì)運(yùn)動(dòng)部件影響，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，提高其系統(tǒng)可靠性 。

提高生產(chǎn)節(jié)奏的快節(jié)奏焊接機(jī)器人

焊接機(jī)器人呼叫時(shí)間短，動(dòng)作快。焊接速度為60-120cm/min，遠(yuǎn)高于手工焊接(40-60cm/min)。機(jī)器人在操作過(guò)程中永遠(yuǎn)停不下來(lái)，但工人在工作時(shí)卻不能停下來(lái)。同時(shí)，工人的工作服從也受到情緒等因素的影響。目前，焊接工藝的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為焊接工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)焊接在許多領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。工人們會(huì)請(qǐng)假、昏昏欲睡、談天說(shuō)地，加班費(fèi)應(yīng)該是加班費(fèi)，機(jī)器人沒(méi)有上述問(wèn)題。只要保證外部的水、電等條件，他們就可以繼續(xù)工作。焊錫機(jī)功能波動(dòng)，無(wú)需任何理由，可實(shí)現(xiàn)10年。這無(wú)形中提高了企業(yè)的生產(chǎn)服從性。

在焊接過(guò)程中，焊接機(jī)器人只需給出焊接參數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡，就能準(zhǔn)確地重復(fù)動(dòng)作。焊接電流、電壓、焊接速度、焊接干伸長(zhǎng)長(zhǎng)度等焊接參數(shù)對(duì)焊接效果起著決定性的作用。框架自動(dòng)焊接機(jī)器人的日常維護(hù)方法車架就像人體骨架，關(guān)系到整車的安全性和穩(wěn)定性。采用焊錫機(jī)焊接時(shí)，各焊縫的焊接參數(shù)是恒定的，焊接質(zhì)量受人為因素影響較小，降低了對(duì)工人操作技能的要求，焊接質(zhì)量波動(dòng)較大。手工焊接時(shí)，焊接速度和干伸長(zhǎng)都發(fā)生了變化，難以達(dá)到質(zhì)量均勻性。以保證我們產(chǎn)品的質(zhì)量。

目前，在低成本企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)中，一臺(tái)自動(dòng)焊錫機(jī)可替代2-4名物業(yè)工人，這與企業(yè)的具體情況不同。機(jī)器人可以繼續(xù)每天24小時(shí)生產(chǎn)。隨著高速焊接技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)器人焊接的成本越來(lái)越大。

由于機(jī)器人具有很高的重復(fù)性，只需給定參數(shù)，就可以地按照指令移動(dòng)，因此機(jī)器人焊接產(chǎn)品周期清晰，便于控制產(chǎn)品輸出。機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)奏很穩(wěn)，所以生產(chǎn)計(jì)劃很明確。準(zhǔn)確的生產(chǎn)計(jì)劃可以地提高企業(yè)的生產(chǎn)服從性和資源綜合利用率。

自動(dòng)焊接機(jī)可以縮短產(chǎn)品改造周期，減少相應(yīng)設(shè)備的投資。實(shí)現(xiàn)了小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化。自動(dòng)焊錫機(jī)與焊錫機(jī)區(qū)別在于，通過(guò)修改程序可以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。

焊接機(jī)器人使用一段時(shí)間如何保證焊槍準(zhǔn)確性？首先，在槍間隙過(guò)程中有一個(gè)槍校準(zhǔn)過(guò)程。如果沒(méi)有制造商安裝校準(zhǔn)焊槍的工具，取下焊槍并進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)槍被擊中時(shí)，焊接偏差經(jīng)常發(fā)生。在我的應(yīng)用中，焊接偏差通常發(fā)生在工件更換時(shí)。因?yàn)辄c(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制，至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)軌跡沒(méi)有嚴(yán)格要求，這也是機(jī)器人早只能用于點(diǎn)焊的原因。換句話說(shuō)，同一批次的兩個(gè)產(chǎn)品的尺寸是不一致的，因此夾具夾緊后，相對(duì)于工件坐標(biāo)軸和三軸的兩個(gè)坐標(biāo)將會(huì)偏離。我添加了一個(gè)程序來(lái)讀取每個(gè)工件開(kāi)始焊接前的偏差量。這樣，可以確定x、Y、Z、Y和Z軸的偏差，并且可以計(jì)算焊接起始點(diǎn)的偏差。然后我的機(jī)器人有一個(gè)電弧跟蹤功能，可以糾正焊接偏差，然后當(dāng)?shù)诙雍偷谌龑哟蜷_(kāi)時(shí)，可以根據(jù)層的軌跡生成第二層和第三層的坐標(biāo)，電弧跟蹤關(guān)閉。如果沒(méi)有電弧跟蹤功能，只能保證工件的一致性。