在焊接过程中,为了能使焊枪的姿态能够随时调整,使得焊接过程稳定可靠,在焊接机器人的选择上基本上都采用点驱动的6轴关节式机器人,其中1、2、3轴的运动是使焊枪达到不同的位置,而4、5、6轴的运动是解决焊枪如何达到不同位置的姿态问题。
关节式机器人本体的结构可分为两种形式:平行四边形结构形式和侧置(摆式)结构形式。侧置(摆式)结构机器人的上、下臂的活动范围大,腰部(1轴)不转动,就可以将焊枪从机器人的前下部经过顶部活动到机器人的后下部,如果腰部转动,*大工作空间就可以达到接近球面的形状。因此,这种机器人比较适合于倒挂在基架上工作,以增加工作范围,而且能减少设备的占地面积和方便地面上物件的流动。
虽然,侧置(摆式)结构机器人的2、3轴为悬臂结构,刚度稍微低一一些,一般 负载能力较小,但是对于焊接柴油机零件的采用的熔化极氩弧焊方法来讲,该种形式的焊接机器人已经满足要求。本系统选用。下图为Kuka KR16型焊接机器人的结构尺寸图。
对机器人的控制选Kuka公司的KRC2控制柜,它的设计遵循欧洲的机械设计标准、低电压标准与电磁兼容性标准。开放,网络化的计算机技术和功能强大的软件功能包允许机器人可以实现多种功能操作,并且WINDONS操作界面使得应用起来更加简单。控制器包括-一个计算机单元和一个动力单元。其中动力单元可同时给12个伺服电动机提供驱动。供应电缆和外围设备的电缆通过接线板与控制器相连。使用控制盒(KCP)来操作机器人控制柜。
通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以安装到机器人上作电弧焊电源,只是弧焊机器人工作周期中电弧时间所占的比例较大,因此在选择焊接电源时,一般应 按持续率100%来确定电源的容量。
随着近年来数字化技术的迅猛发展,越来越多的机器人焊接系统采用数字化焊接电源。数字化焊接电源是指焊接参数数字信号处理器、主控系统、显示系统、和送丝系统全部都是数字式的。所以电压和电流必须经过A/D转换,与主控系统输出的要求值进行对比,然后控制逆变电源的输出。全数字化焊机与同样是数字化控制的机器人控制柜相连,可以保证讯息的畅通,焊接参数稳定,受网路电压、波动、温升、元器件老化的等因素的影响很小,具有较高的重复性,焊接质量稳定、成型良好。
对于焊接机器人系统集成的焊接电源来说,一般要具有两类功能: a.焊接参数控制。即机器人系统控制中心(工业PC)能够对主要的焊接参数(焊接电流和焊接电压)进行从0到*大值的无级调节;b.状态量的控制。即要求可以通过一些开关量对焊机进行单独的送丝、退丝、送气、起弧、熄弧操作,并且可以判断电弧是否起弧成功。而以上功能的实现是通过在机器人控制柜与焊接电源之间串行-个接口来实现的,这个接口的作用是: 1、 接收机器人控制系统发出的各种信号,并把信号转换成为弧焊电源的工作信号:2、对弧焊电源的工作状态进行诊断,当弧焊电源的工作条件不符合要求或焊机的状态产生异常时,发出报警信号送给机器人控制系统。
对于焊接机器人系统集成的焊接电源来说,一般要具有两类功能: a.焊接参数控制。即机器人系统控制中心(工业PC)能够对主要的焊接参数(焊接电流和焊接电压)进行从0到*大值的无级调节;b.状态量的控制。即要求可以通过一些开关量对焊机进行单独的送丝、退丝、送气、起弧、熄弧操作,并且可以判断电弧是否起弧成功。而以上功能的实现是通过在机器人控制柜与焊接电源之间串行-个接口来实现的,这个接口的作用是: 1、 接收机器人控制系统发出的各种信号,并把信号转换成为弧焊电源的工作信号:2、对弧焊电源的工作状态进行诊断,当弧焊电源的工作条件不符合要求或焊机的状态产生异常时,发出报警信号送给机器人控制系统。
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