工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的工業(yè)機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。定制機(jī)械手大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作;控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入型和示教輸入型兩類(lèi)。編程輸入型是將計(jì)算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件,機(jī)械手廠通過(guò)RS232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到工業(yè)機(jī)器人控制柜。示教輸入型的示教方法有兩種:一種是由操作者用手動(dòng)控制器(示教操縱盒),將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍;另一種是由操作者直接領(lǐng)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍。
在諸多焊接方式中,由于點(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,因此點(diǎn)焊對(duì)所用的機(jī)器人的要求是不很高的,這也點(diǎn)焊機(jī)器人較早被應(yīng)用的原因之一。定制機(jī)械手但為了確保焊接質(zhì)量,基本的要求還是要滿足的,比如說(shuō)點(diǎn)焊機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力,而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時(shí)速度要快捷,動(dòng)作要平穩(wěn),定位要準(zhǔn)確,以減少移位的時(shí)間,提高工作效率。在實(shí)際焊接過(guò)程中點(diǎn)焊機(jī)器人需要有多大的負(fù)載能力,主要取決于所用的焊鉗形式,對(duì)于用與變壓器分離的焊鉗,30~45kg負(fù)載的機(jī)器人就足夠了。但是這種焊鉗一方面由于二次電纜線長(zhǎng),電能損耗大,也不利于機(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接;另一方面電纜線隨機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而不停擺動(dòng),電纜的損壞較快。機(jī)械手廠因此一體式焊鉗逐漸將其代替??紤]到點(diǎn)焊機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力,才能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接,一般都選用100~150kg負(fù)載的重型機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)焊鉗短距離快速移位的要求,有些重型機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能,而這也對(duì)電機(jī)的性能,微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。
購(gòu)買(mǎi)焊接機(jī)器人需要替代人工,增加效率,降低管理成本。焊接機(jī)器人擁有穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,保證其均一性。焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度及焊接干伸長(zhǎng)度等對(duì)焊接結(jié)果起決定作用。采用機(jī)器人焊接時(shí)對(duì)于每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的,質(zhì)量受人的因素影響較小,降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求,定制機(jī)械手因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的。而人工焊接時(shí),焊接速度、干伸長(zhǎng)等都是變化的,因此很難做到質(zhì)量的均一性。采用機(jī)器人焊接工人只是用來(lái)裝卸工件,遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等,使工人從大強(qiáng)度的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。焊接機(jī)器人沒(méi)有疲勞,可24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn),使用機(jī)器人焊接,效率明顯提高。機(jī)械手廠焊接機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的,因此安排生產(chǎn)計(jì)劃非常明確,可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化。機(jī)器人與專(zhuān)機(jī)的區(qū)別是他可以通過(guò)修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。另外還能提高工廠的自動(dòng)化程度,可以申請(qǐng)政府給企業(yè)的自動(dòng)化改造費(fèi)用
如何選購(gòu)合適的焊接機(jī)器人呢?首先要了解焊接機(jī)器人有哪些技術(shù)指標(biāo)及特殊的技術(shù)指標(biāo),這是正確使用機(jī)器人的前提。產(chǎn)品手冊(cè)也有列技術(shù)指標(biāo),但是單從手冊(cè)上了解會(huì)比較表面,最好是根據(jù)實(shí)際需要理解某些特定的性能指標(biāo),才能更加深入這個(gè)行業(yè)。定制機(jī)械手焊接機(jī)器人的主要技術(shù)指標(biāo)可分為兩部分,機(jī)器人的一般指標(biāo)和焊接機(jī)器人的特殊指標(biāo)。機(jī)器人通用技術(shù)指標(biāo)自由度數(shù)這是反映機(jī)器人靈活性的重要指標(biāo)。機(jī)械手廠一般而言,在機(jī)器人工作空間中可以到達(dá)3個(gè)自由度,但是焊接不僅必須到達(dá)空間中的某個(gè)位置,而且還必須確保焊槍?zhuān)ㄇ邢鞴ぞ呋蚝搞Q)的空間姿勢(shì)。因此,電弧焊和切割機(jī)器人至少需要5個(gè)自由度,點(diǎn)焊機(jī)器人至少需要6個(gè)自由度。
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