Стальная коробчатая балка (роботизированная сварка)

Композиционная структура

    Сварочный робот в основном включает в себя робота и сварочное оборудование. Робот состоит из корпуса робота и шкафа управления (аппаратное и программное обеспечение).        Сварочное оборудование, такое как дуговая сварка и точечная сварка, состоит из сварочного источника питания (включая его систему управления), устройства подачи проволоки (дуговая сварка), сварочного пистолета (зажим) и т. Д. Интеллектуальный робот должен также иметь систему зондирования, такую как лазерный датчик или датчик камеры и его устройство управления.

    Сварочные роботы, производимые во всем мире, в основном представляют собой суставные роботы, большинство из которых имеют шесть осей. Среди них оси 1, 2 и 3 могут отправлять конечный инструмент в различные пространственные положения, в то время как оси 4, 5 и 6 могут соответствовать различным требованиям к положению инструмента. Механическая структура корпуса сварочного робота в основном имеет две формы: одна представляет собой параллелограммную структуру, а другая - боковую (наклонную) структуру. Основным преимуществом боковой навесной (наклонной) конструкции является то, что верхние и нижние рычаги имеют большой диапазон движения, благодаря чему рабочее пространство робота может практически достичь сферы. Поэтому робота можно повесить вверх ногами на стойку, чтобы сэкономить площадь пола и облегчить поток предметов по земле. Однако 2 и 3 оси этого бокового робота являются консольными конструкциями, что снижает жесткость робота. Как правило, он подходит для роботов с небольшими нагрузками, такими как дуговая сварка, резка или распыление. Плечо параллелограммного робота приводится в движение тяговым стержнем. Тяговый стержень и нижняя рука образуют две стороны параллелограмма. Отсюда и название. Ранее разработанный параллелограммный робот имеет небольшое рабочее пространство (ограниченное передней частью робота), с которым трудно работать вверх ногами. Тем не менее, новый тип параллелограммного робота (параллельного робота), разработанный с конца 1980-х годов, смог расширить рабочее пространство до верхней, задней и нижней части робота, без проблемы жесткости измерительного робота, поэтому он получил широкое внимание. Такая конструкция подходит как для легких, так и для тяжелых роботов. В последние годы роботы, используемые для точечной сварки (с нагрузкой 100 ~ 150 кг), в основном используют параллелограммную структуру.

     Каждая ось двух вышеуказанных роботов находится во вращательном движении, поэтому серводвигатель приводится в движение циклоидальным редуктором (RV) (ось 1 ~ 3) и гармоническим редуктором (ось 1 ~ 6). До середины 1980-х годов серводвигатели постоянного тока использовались для роботов с электрическим приводом. С конца 1980-х годов страны последовательно перешли на серводвигатели переменного тока. Поскольку двигатель переменного тока не имеет карбоновой щетки и хороших динамических характеристик, новый робот не только имеет низкую аварийность, но и имеет большой прирост свободного времени на техническое обслуживание и быстрое ускорение (замедление). Для некоторых новых легких роботов с нагрузкой менее 16 кг максимальная скорость перемещения центральной точки инструмента (TCP) может достигать более 3 м / с, с точным позиционированием и небольшой вибрацией. При этом в шкафу управления робота также используется 32-битный микрокомпьютер и новый алгоритм, благодаря чему он имеет функцию самооптимизации пути, а беговая дорожка находится ближе к обучающей дорожке.

Характерный

     Точечная сварка не требует очень высоких сварочных роботов. Поскольку точечная сварка требует только точечного контроля положения, нет строгих требований к траектории движения сварочных щипцов между точками, что также является причиной того, что роботы могут использоваться только для точечной сварки в кратчайшие сроки. Робот для точечной сварки должен не только обладать достаточной грузоподъемностью, но и обладать высокой скоростью, стабильным действием и точным позиционированием при смещении между точками, чтобы сократить время смены и повысить эффективность работы. Грузоподъемность робота для точечной сварки зависит от типа используемых сварочных щипцов. Для сварочных щипцов, отделенных от трансформатора, достаточно робота с нагрузкой 30 ~ 45 кг. Однако, с одной стороны, из-за длинного вторичного кабеля и больших потерь мощности роботу не способствует протягиванию сварочных щипцов в заготовку для сварки; С другой стороны, кабель непрерывно качается при движении робота, и кабель быстро повреждается. Поэтому в настоящее время использование комплексных сварочных щипцов постепенно увеличивается. Масса этого сварочного щипца вместе с трансформатором составляет около 70 кг. Учитывая, что робот должен обладать достаточной грузоподъемностью и уметь отправлять сварочные щипцы в пространственное положение для сварки с большим ускорением, обычно выбирается тяжелый робот с нагрузкой 100 ~ 150 кг. С целью удовлетворения требований короткого расстояния и быстрого смещения сварочных щипцов при непрерывной точечной сварке. Новый сверхмощный робот имеет функцию выполнения 50-миллиметрового перемещения в течение 0,3 с. Это выдвигает более высокие требования к производительности двигателя, скорости работы и алгоритму работы микрокомпьютера.

Проектирование конструкций

      Поскольку спроектированный сварочный робот работает в квазиплоскости и узком пространстве, чтобы гарантировать, что робот может автоматически отслеживать сварной шов в соответствии с информацией об отклонении датчика дуги, проектируемый робот должен быть компактным, гибким и стабильным. По характеристикам узкого пространства разрабатывается небольшой мобильный сварочный робот. В соответствии с характеристиками движения каждой конструкции робота используется модульный метод проектирования, механизм робота разделен на три части: колесная мобильная платформа, механизм регулировки сварочной горелки и датчик дуги. Среди них, благодаря своей большой инерции и медленной реакции, колесная мобильная платформа в основном отслеживает сварной шов грубо, механизм регулировки сварочной горелки отвечает за точное отслеживание сварного шва, а датчик дуги завершает идентификацию отклонения сварного шва в режиме реального времени. Кроме того, контроллер робота и водитель двигателя интегрированы на мобильную платформу робота, чтобы сделать его меньше. В то же время, чтобы уменьшить воздействие пыли на движущиеся части в суровых условиях сварки, для повышения надежности системы принята полностью закрытая конструкция.

Оборудование

   Сварочное оборудование робота для точечной сварки принимает интегрированные сварочные щипцы, а сварочный трансформатор устанавливается за сварочными щипцами, поэтому трансформатор должен быть максимально миниатюризирован. Для трансформаторов с небольшой мощностью может использоваться частота переменного тока частотой 50 Гц. Для трансформаторов с большой мощностью инверторная технология была использована для изменения частоты мощности 50 Гц переменного тока до 600 ~ 700 Гц переменного тока, уменьшая объем трансформатора. После преобразования напряжения 600 ~ 700 Гц переменного тока может быть непосредственно использован для сварки, а вторичная ректификация также может быть проведена для сварки постоянным током. Параметры сварки регулируются таймером. Новый таймер был компьютеризирован, поэтому шкаф управления роботом может напрямую управлять таймером без дополнительного интерфейса. Сварочные щипцы робота для точечной сварки обычно используют пневматические сварочные щипцы. Отверстие между двумя электродами пневматических сварочных щипцов обычно имеет только два хода. И как только давление электрода установлено, оно не может быть изменено по желанию. В последние годы появился новый вид электрических сервоприводов для точечной сварки. Открытие и закрытие сварочных щипцов приводятся в действие серводвигателем и подаются обратно кодовым диском, так что открытие сварочных щипцов может быть произвольно выбрано и предустановлено в соответствии с фактическими потребностями. Кроме того, усилие нажатия между электродами также можно регулировать бесступенчато. Новые электрические сервоприводы точечной сварки обладают следующими преимуществами:

1) Цикл сварки каждого места сварки может быть значительно сокращен, потому что степень открытия сварочных щипцов точно контролируется роботом, и сварочные щипцы могут начать закрываться, когда робот перемещается между точками; После небольшой сварки сварочные щипцы открываются, и робот может одновременно двигаться. Нет необходимости ждать, пока робот будет на месте, прежде чем сварочные щипцы будут закрыты или робот будет двигаться после того, как сварочные щипцы будут полностью открыты;

2) Степень раскрытия сварочных щипцов может быть отрегулирована произвольно в соответствии с условиями заготовки. До тех пор, пока нет столкновения или помех, степень открытия должна быть уменьшена настолько, насколько это возможно, чтобы сохранить степень открытия сварочных щипцов и время, затрачиваемое на открытие и закрытие сварочных щипцов.

3) Когда сварочные щипцы закрыты и находятся под давлением, можно регулировать не только давление, но и два электрода мягко закрываются, когда они закрыты, чтобы уменьшить ударную деформацию и шум.

Применение сварки.