焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業機器人,它主要包括機器人和焊接設備兩部分。其中,機器人由機器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成;而焊接裝備,以弧焊及點焊為例,則由焊接電源(包括其控制系統)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機器人,還應配有傳感系統,如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。
1、點焊機器人的特點
由于采用了集成焊鉗,點焊機器人的變壓器必須盡可能小,焊接變壓器安裝在焊鉗后面。小容量變壓器可采用50赫茲工頻交流,大容量變壓器采用變頻技術,將50赫茲工頻交流改為600-700赫茲交流,以減少變壓器體積。電壓變化后,可直接與600~700Hz交流電焊接,也可通過直流焊接進一步整流。焊接參數由定時器調節。目前,新型定時器已經由微機控制,由于該機器人控制柜可以直接控制定時器,另外不需要匹配接口。點焊機器人的焊鉗由電伺服焊鉗驅動。焊鉗的開閉由伺服電機驅動,碼盤反饋,可根據實際需要任意選擇和預置焊鉗的開度,并可無級調節電極間的夾緊力。
本實用新型具有以下優點:
(1) 每一個焊點的焊接周期都可以大大縮短,因為焊點夾持器的開口度是由機器人精確控制的,機器人在點之間移動,焊點夾持器就可以開始閉合;稍微焊接一點,焊點夾持器一邊打開,機器人就可以在另一邊移動,它就是無需等待機器人就位、電極架關閉或電極架完全打開后機器人可以移動。
(2) 焊鉗開度可根據工件情況調整。只要不發生碰撞或干擾,就可以盡量減小開度,節省焊鉗的開度和開閉焊鉗所占用的時間。
(3) 當電極夾持器關閉加壓時,不僅可以調節壓力,而且在關閉時,兩個電極也稍微閉合,可以減少沖擊變形和噪聲。
2、弧焊機器人的特點
弧焊機器人大多采用氣體保護焊方法(MAG、MIG、TIG),通常采用晶閘管、逆變器、波形控制、脈沖或非脈沖焊接電源等安裝在機器人上進行弧焊。由于機器人控制柜采用數字控制,焊接電源多為模擬控制,因此需要在焊接電源與控制柜之間增加一個接口。
近年來,國外機器人生產廠家都有自己的專用配套焊接設備,在這些焊接設備中已經插入了相應的接口板,因此在弧焊機器人系統中沒有附加的接口盒。需要指出的是,電弧時間在弧焊機器人的工作周期中占有很大的比例,因此在選擇焊接電源時,應按100%的持續率來確定電源的容量。送絲機構可以安裝在機器人的上臂,也可以放置在機器人上,前者焊槍與送絲機之間的軟管較短,有利于保持送絲的穩定性,而后者則以軟管為主體,當機器人焊槍使軟管處于彎曲狀態時的某個位置,會嚴重影響送絲質量,因此送絲機安裝時應考慮保證送絲穩定性的問題。