1、工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電書名：工業機器人工作站系統集成ISBN： 9787111469223作者：汪勵出版社：機械工業出版社本書配有電子課件工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電工業機器人工作站系統集成主講教師：汪勵單元三 弧焊工作站焊接系統的設計 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電工作任務描述:掌握弧焊系統工作站的弧焊電源以及接口電路學習目標:通過本任務學習，應能：1.掌握機器人弧焊系統構建與特點。2.熟悉機器人弧焊系統的工作原理。3.掌握機器人與弧焊電源的接口電路。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機

2、電 弧焊機器人一般較多采用熔化極氣體保護焊（MIG焊、MAG焊、CO2焊）或非熔化極氣體保護焊（TIG焊、等離子弧焊）方法。機器人弧焊系統主要包括弧焊電源、送絲機、焊槍、等。知識準備知識準備 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電一、弧焊電源的選型 知識準備知識準備 弧焊電源是用來對焊接電弧提供電能的一種專用設備。弧焊電源的負載是電弧，它必須具有弧焊工藝所要求的電氣性能，如合適的空載電壓，一定形狀的外特性，良好的動態特性和靈活的調節特性等。 1 1弧焊電源的類型弧焊電源的類型 弧焊電源有各種分類方法。按輸出的電流分，有直流、交流和脈沖三類；按輸出外特性特征分，有恒流特性，恒壓

3、特性和介于這兩者之間的緩降特性三類。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電一、弧焊電源的選型知識準備知識準備 2 2弧焊電源的特點和適用范圍弧焊電源的特點和適用范圍 (1) 弧焊變壓器式交流弧焊電源 特點：將網路電壓的交流電變成適于弧焊的低壓交流電，結構簡單，易造易修，耐用，成本低，磁偏吹小，空載損耗小，噪聲小，但其電流波形為正弦波，電弧穩定性較差，功率因數低。 適用范圍：酸性焊條電弧焊、埋弧焊和TIG焊。 (2) 矩形波式交流弧焊電源 特點：網路電壓經降壓后運用半導體控制技術獲得矩形波的交流電，電流過零點極快，其電弧穩定性好，可調節參數多，功率因數高，但設備較復雜、成本較高

4、。 適用范圍：堿性焊條電弧焊、埋弧焊和TIG焊。 (3) 直流弧焊發電機式直流弧焊電源工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電一、弧焊電源的選型知識準備知識準備 2 2弧焊電源的特點和適用范圍弧焊電源的特點和適用范圍 特點是：由柴（汽）油發動機驅動發電而獲得直流電，輸出電流脈動小，過載能力強，但空載損耗大，效率低，噪聲大。 適用范圍：適用于各種弧焊。 (4) 整流器式直流弧焊電源 特點：將網路交流電經降壓和整流后獲得直流電，與直流弧焊發電機相比，制造方便，省材料，空載損耗小，節能，噪聲小，由電子控制的近代弧焊整流器的控制與調節靈活方便，適應性強，技術和經濟指標高。 適用范圍：適

5、用于各種弧焊。 (5) 脈沖型弧焊電源 特點：輸出幅值大小周期變化的電流，效率高，可調參數多，調節范圍寬而均勻，熱輸入可精確控制，設備較復雜，成本高。 適用范圍：TIG、MIG、MAG焊和等離子弧焊 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 機器人弧焊工作站選用MOTOMAN焊接機器人專用數字式逆變焊接電源RD350。 1 1RD350RD350弧焊電源額定規格弧焊電源額定規格 RD350的額定規格見表。 RD350的額定規格焊接電源名稱全功能逆變式脈沖氣體保護焊機額定輸入電壓、相數VAC 380V10%，三相額定頻率HZ50/

6、60通用額定輸入KVA18KW15輸出電流范圍A30350（根據焊絲粗細而有所不同）輸出電壓范圍V1236（根據焊絲粗細而有所不同）額定使用率%60（以10分為周期）溶接法（焊接方法）_C02短路焊接、MAG/MIG短路焊接、脈沖焊接適用母材_普鋼、不銹鋼、鋁送絲機構_初始設定為四輪機械伺服馬達，也可以采用伺服焊接使用的小慣量馬達、印刷電路式伺服馬達工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 1 1RD350RD350弧焊電源額定規格弧焊電源額定規格 送絲速度m/分1.518送絲速度減慢m/分3：C02短路焊接（可調整范圍：1.5

7、6）2：MAG/MIG短路焊接、脈沖焊接（可調整范圍：14）編碼器電纜m標準5、最大7（通過電纜延長單元，最大可大25米）保護氣體調整時間秒大約20（可調整）預送氣時間（起弧前的送氣時間）秒大約0.06（可調整）滯后氣時間（熄弧后的送氣時間）秒大約0.5（可調整）粘絲防止時間秒大約0.2（可調整）偵測電壓（選型）V波峰值22020%（為全波整流波線）外形尺寸（寬進深高）mm371645600（不包括螺絲及吊環螺栓等起部分）質量kg大約67焊接電壓設定方法_通過自動/個別按鈕切換接觸起弧功能D-2參數選擇2、3、4，進行有效設定使用者內容文件數3個；D-1參數選擇11時，進行面板/機器人切換電流

8、、電壓波形控制的調整可通過使用者內容中的P參數進行調整機器人接口有工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 1 1RD350RD350弧焊電源額定規格弧焊電源額定規格 輸出設定（模擬量指令輸入）V014（在面板上顯示所設定的電壓、電流以及送絲速度）異常信號的輸出向機器人側輸出斷弧信號（異常內容將在面板上顯示出來）電弧監視用的輸出向機器人側輸出電流/電壓相應信號。此外，還包括模擬量儀表用輸出端子臺保護氣壓力調整器用加熱電源無工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備

9、2 2RD350RD350弧焊電源容量配備及接線規格弧焊電源容量配備及接線規格 焊接電源的額定輸入電壓為三相380V/400V，應盡可能使用穩定的電源電壓，電壓波動范圍在額定輸入電壓值10% 以上時，將不能滿足所要求的焊接條件，還會導致焊接電源出現故障。 為了安全起見，每個焊接電源均須安裝無保險管的斷路器或帶保險管的開關；母材側電源電纜必須使用焊接專用電纜，并避免電纜盤卷，否則因線圈的電感儲積電磁能量，二次側切斷時會產生巨大的電壓突波，從而導致電源出現故障。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 2 2RD350RD350弧焊

10、電源容量配備及接線規格弧焊電源容量配備及接線規格 電源容量配備及接線規格見表 電源容量配備及接線規格配電設備容量（KVA）20保險管額定電流（A）45（額定電壓380V）輸入側電纜(mm2)14以上母材側電纜(mm2)60以上接地電流（mm2）14以上工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 3 3RD350RD350弧焊電源電氣系統接線弧焊電源電氣系統接線 (1) 電源側接線 電源側接線如圖所示。電源線及接地線連接在焊接電源背面的輸入端子臺上，線纜規格要符合表的規定。 (2) 焊接側接線 焊接側接線如圖所示。 焊接電纜 焊槍與

11、電源輸出端子（+）之間接線。 母材側電纜 母材與輸出電源（-）之間接線。 焊接電壓檢出線 母材與插口CON7之間接線。 如果不連接焊接電壓檢出線，將會出現錯誤提示Err702（電壓檢出線異常），致使無法焊接。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 3 3RD350RD350弧焊電源電氣系統接線弧焊電源電氣系統接線 (3) 控制電纜接線 各種控制電纜與焊接電源背面的插口相連接，如圖所示。 將機器人控制柜的控制電纜與插口CON3相連接。 將送絲機構的馬達電纜與插口CON4相連接。 將送絲機構的編碼器電纜與插口CON5相連接。 工業

12、機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 3 3RD350RD350弧焊電源電氣系統接線弧焊電源電氣系統接線 焊接電源背面接線 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 3 3RD350RD350弧焊電源電氣系統接線弧焊電源電氣系統接線 (4) 接地 為了安全使用，在焊接電源背面下部設計了接地端子，使用14mm2以上的電纜按D種接地施工接線。 母材側的接地如圖2“焊接電源正面接線”所示，對母材側單獨接地（D 種接地施工）。如果沒有接地線，在母材中會產生電壓，從而引起危

13、險。 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 3 3RD350RD350弧焊電源電氣系統接線弧焊電源電氣系統接線 焊接電源正面接線 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 4 4焊接電壓檢出線的接線焊接電壓檢出線的接線 (1) 單臺焊接電源單工位焊接 在進行焊接電壓檢出線的接線作業時，務必嚴格遵守以下各項內容。否則焊接時飛濺量可能會增加。 焊接電壓檢出線應連接到盡可能靠近焊接處。 盡可能將焊接電壓檢出線與焊接輸出電纜分開，間隔至少保持在100mm 以上。 焊接

14、電壓檢出線的接線須避開焊接電流通路。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 4 4焊接電壓檢出線的接線焊接電壓檢出線的接線 (2) 單臺焊接電源多工位焊接 采用多工位焊接時，如圖 “多工位焊接時焊接電壓檢出線的連接”所示，將焊接電壓檢出線連接到距離焊接電源最遠的工位。多工位焊接時焊接電壓檢出線的連接 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 4 4焊接電壓檢出線的接線焊接電壓檢出線的接線 (3) 多臺焊接電源單工位焊接 使用多臺焊接電源進行焊接時，如圖所示。將各

15、自母材側焊接輸出電纜配至焊接工件附近；母材側電壓檢出線須避開焊接電流通路進行接線，尤其是焊接輸出電纜A電壓檢出線B、焊接輸出電纜B電壓檢出線A，至少保持100mm以上的距離。多臺焊接電源焊接時焊接電壓檢出線的連接工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 5 5焊接保護氣系統的連接焊接保護氣系統的連接 (1) 混合氣及二氧化碳氣體保護焊 確認氣體的質量及所使用的氣瓶的種類無誤。清除氣瓶安裝口的雜物，安裝上二氧化碳氣體、混合氣體（MAG 氣體）及氬氣兼用的壓力調整器。 送絲機構附帶的氣體軟管與壓力調整器的出口相聯接，使用管夾以確保氣

16、管切實連接。 使用二氧化碳氣體保護焊時，壓力調整器加熱所需要的電源為AC100V。 (2) 焊接用氣體與氣瓶的注意事項氣瓶屬于高壓容器，一定要妥善安放。氣體調整器的安裝要根據相應的“使用說明書”小心操作。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 5 5焊接保護氣系統的連接焊接保護氣系統的連接 氣瓶的放置場所 要將氣瓶安放在指定的“氣體容器放置地點”并且要避免陽光直射。必須放置于在焊接現場時，一定要把氣瓶垂直立放使用氣瓶固定板并加以固定，以免翻倒。同時，要避免焊接電弧的輻射及周圍其它物體的熱影響。 氣瓶的種類 盛放二氧化碳氣體的氣

17、瓶一般分為兩種：一種是“非虹吸式”，一種是“虹吸式”。如果將附帶的二氧化碳氣體壓力調整器直接安裝在虹吸式氣瓶上，瓶內物質將以液態形式進入氣體壓力調整器，從而使減壓裝置出現故障，無法正常工作。另外，在壓力異常高時安全閥則會動作，此時應馬上停止使用，并查找原因，以避免事故的發生。 焊接保護氣的質量 用于保護電弧的混合氣體、二氧化碳氣體及氬氣中有工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 5 5焊接保護氣系統的連接焊接保護氣系統的連接 水分或雜質時，會造成焊接質量下降，因此，須使用含水分少的高純度氣體。 混合氣體：使用80%氬氣+20%

18、二氧化碳的混合氣體（MAG氣體）。混合氣體的混合比例恒定，有利于焊接質量的穩定性。特別是使用脈沖焊接時，氬氣的比例少于80%時，脈沖焊接的質量將難以得到保證。 二氧化碳氣體：使用“焊接專用”二氧化碳氣體或與JIS-K1106 第3種（水分含有率在0.005%以下或更少)同等以上的二氧化碳氣體。如果二氧化碳氣體中水分過多，則會導致出現焊接缺陷，甚至還可能在氣體調整器中出現結冰現象，從而影響保護氣的流出。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 5 5焊接保護氣系統的連接焊接保護氣系統的連接 氣體壓力調整器 氣體壓力調整器兼作流量計

19、使用，應與所使用的保護氣相匹配。氣體壓力調整器的示例見表。氣體壓力調整器規格適合氣體備注FCR-2505ACO2、MAG儀表：二次壓力顯示、兼用于顯示流量；加熱：AC100V、190WFCR-225CO2、MAG、Ar儀表：一次壓力顯示，浮球式流量計。加熱：AC100V、190W工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 6 6焊接準備焊接準備 焊接準備的步驟見表。焊接準備步驟序號項目內容1焊絲的安裝將適合焊接的焊絲正確安裝入送絲機構，確保焊絲的直徑與所使用的送絲輪的直徑相一致。2焊槍的確認確認所使用的導電嘴是否與焊絲直徑相一致。

20、3配電柜的斷路器閉合先確認配電柜的電源接線是否正確，檢查無誤后閉合斷路器。4焊接電源的接通合上焊接電源的開關，焊接電源的前面板上的指示燈點亮，背面的冷卻扇開始運轉。在不起弧的狀態下，冷卻扇約5分鐘后將停止運行；一旦起弧焊接，冷卻扇將會自動開始運轉。5送絲馬達設定對送絲馬達的種類進行設定。（印刷電路式伺服馬達；伺服焊槍；機械伺服馬達）6焊接電壓指令方法的設定按自動/個別按鈕，對焊接電源的自動/個別進行設定。7機器人側的設定對機器人的焊接機特性文件（包括自動/個別）進行設定。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 6 6焊接準備焊

21、接準備 焊接準備的步驟見表。序號項目內容8溶接法（焊接方法）的選擇通過面板上的“溶接法”/Type”設定熔接法的編號。根據保護氣的類別、焊絲的類別、短路焊接/脈沖焊接，來選擇熔接法9面板顯示值的確認確認焊接機面板數字式儀表中電壓、電流、線速（送絲速度）的設定值及熔接法的設定。修改從機器人側發出的指令值，確認面板顯示值的變化。10點動送絲機器人發出點動送絲指令，送絲焊絲一直到其從焊槍前端露出。（在機器人示教器上可點動控制焊絲進退）11調整保護氣的流量將氣體調整按鈕打開，LED燈點亮，氣體流出可持續20秒，20秒后自動停止送出氣體。（可通過參數調整時間）將氣瓶上的閥門向左旋轉，打開氣閥；旋轉“氣體

22、調整”上的旋鈕，將流量調整至焊接所需要的流量。一般而言，流量在1025/lmin較為適合，焊接電流越大，所需保護氣流量也應當越大。12條件記憶（焊接條件的登錄）在關閉焊接電源前，執行“條件記憶”，登錄焊接條件。焊接條件登錄完畢后，面板上的LED燈會再次點亮。13準備完畢工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 7 7焊接電源面板焊接電源面板 焊接電源面板如圖所示。焊接電源面板的操作 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 7 7焊接電源面板焊接電源面板 （1)

23、儀表 焊接電源面板上、儀表的顯示內容見表。狀態不同顯示也將有所不同。 焊接電源面板上儀表顯示內容狀態電壓表電流表送絲速度表溶接法表工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 7 7焊接電源面板焊接電源面板 待機時參數C32=0時(指令值顯示)顯示設定的焊接電壓值（V）顯示設定的焊接電流值(A)顯示設定的焊接電流所對應 的送絲速度(m/min)顯示溶接法(焊接方法) (Type)參數 C32=1時(待機顯示)顯示0.0顯示0顯示0.0顯示溶接法焊接時點動時顯示反饋回的焊接中實時焊接電壓值(V)顯示反饋回的焊接中實時焊接電流值(A)顯

24、示反饋回的送絲馬達送絲速度或者顯示馬達電流顯示溶接法 (焊接方法) (Type)參數設定時顯示參數編號通常顯示為“-”。顯示P參數的比率“%”，或者C、D 參數值顯示溶接法(焊接方法)(Type)工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 7 7焊接電源面板焊接電源面板 (2) 電源指示燈 焊接電源面板上電源指示燈的狀態見表。 焊接電源面板上指示燈狀態項目內容說明電源指示燈焊接電源接通后，該燈點亮工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 7 7焊接電源面板焊接電源面

25、板 (3) 設定按鈕 焊接電源面板上設定按鈕的功能見表。焊接電源面板上按鈕功能項目內容說明參數選擇(P 參數)待機時，按“參數選擇”進入設定狀態。中顯示“P.00”、中顯示參數的設定值，,再次按“參數設定”則退回到待機狀態。(僅在“使用者內容選擇”時有效)共通參數選擇(C 參數)待機時，按“共通參數選擇”進入設定狀態。中顯示“C.00”、中顯示共通參數的設定值，按“共通參數選擇”退回到待機狀態。自動/個別的切換切換焊接電壓設定方法。自動設定：(從機器人控制柜側，將輸出電壓設定為%)LED 亮燈。個別設定：(從機器人控制柜側，通過焊接電壓指令設定輸出電壓)LED熄燈。參數設定進行參數設定時，對參

26、數序號與參數設定值的選擇狀態進行切換。點閃的儀表為所選項目。溶接法(焊接方法)的選擇待機時，按“溶接法(焊接方法)選擇”進入設定狀態，此時可對溶接法(焊接方法)(Type)進行變更。處開始點閃。再次按下后，進入確定溶接法(焊接方法)(Type)的設定狀態，,處停止點閃。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 7 7焊接電源面板焊接電源面板 項目內容說明上下左右按鈕對設定進行修改時可使用該處按鈕。使用LR 進行數位移動。使用+ -可進行數值增減的操作。條件記憶用于保存設定內容。對設定內容進行修改時，LED燈將會點閃。要想保存設定

27、內容，則須持續3秒以上按下條件記憶按鈕。此時，如果關閉電源，則會造成保存失敗，務必等待面板上的燈再次點亮。對設定內容進行保存后，即使關閉焊接電源后再通電，所設定的內容也能得以再次確認而不會丟。氣體調整對氣體進行確認。按下氣體調整按鈕，LED燈點亮，氣體將持續放氣20秒。(初始設定值為20秒：通過C00參數可對時間進行調整)在此過程中再次按下氣體調整按鈕,氣體將停止釋放。使用者內容選擇可通過該按鈕選擇保存P參數設定修改內容的文件。按下按鈕,顯示文件序號“File No.”的LED指示燈將輪流點亮。(無文件File No.1 File No.2 File No.3)在無文件的狀態下,將不能對P參數

28、進行修改和保存。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 8 8機器人與焊接電源的接口信號機器人與焊接電源的接口信號 (1) 焊接電源接口信號 RD350弧焊電源的CON3（26芯）是與安川機器人DX100控制柜弧焊專用基板JANCD-YEW01連接的接口。CON3的針號與信號的對應關系見表。CON3針號與信號的對應關系針號信號含義功能信號形態A-B(0V端)焊接電壓指令給出焊接電壓的自動數據的修正值。（電壓個別調節時為焊接電壓指令）0V14V的模擬量電壓輸入C-D(0V端)焊接電流指令給出焊接電源輸出電流（送絲量）的設定值。0

29、V14V的模擬量電壓輸入F-G點動送絲指令實現點動送絲。觸點輸入（閉：有效）H-J點動退絲指令實現點動退絲。觸點輸入（閉：有效）K-L焊接起動/停止指令指令焊接的起動與停止。觸點輸入（閉：起動）M-N焊絲粘絲檢測線送出焊接電源的輸出端子電壓。焊絲粘著檢測電壓（約15V）。焊接電源輸出電壓（模擬量值）P-E(COM)電弧發生檢測焊接起動預送氣（提前送氣）后，持續16ms檢查電流并輸出信號。之后，如果連續48ms 以上沒檢查到電流時停止輸出。如此反復。焊絲粘著防止電壓結束的同時停止輸出。觸點輸出（閉：有效）工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知

30、識準備知識準備 8 8機器人與焊接電源的接口信號機器人與焊接電源的接口信號 針號信號含義功能信號形態R-E(COM)斷弧檢測(1)焊接起動預送氣（提前送氣）后，1.5秒上沒有檢查到電弧發生時輸出信號。(2)1.5秒以內檢查到電弧發生后0.6秒以上檢查到沒有連續的電弧發生時輸出信號。(3)檢查到（1）和（2）信號后保持到起動命令解除。（檢測后的信號保持到起動命令解除）(4)焊接機異常（輸出錯誤提示）時，也會輸出“斷弧”信號。觸點輸出（閉：有效）S-E(COM)氣體壓力不足檢測當保護氣體壓力不足時，繼電器輸出一個信號。觸點輸出（閉：有效）T-E(COM)斷絲檢測繼電器輸出一個信號，表明了焊絲余額不

31、足。觸點輸出（閉：有效）W-X輸出電流/監視輸出送出輸出電流的監視信號3.0V/600A模擬量電壓（輸出）U-V輸出電壓監視輸出送出輸出電壓的監視信號3V/60V(66V以上時66V)模擬量電壓（輸出）a-Z氣體檢查對保護氣電磁閥門進行開關（ON/OFF）操作+24V10%。電流容量50mA以上（輸入）工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電二、數字式逆變焊接電源RD350 知識準備知識準備 8 8機器人與焊接電源的接口信號機器人與焊接電源的接口信號 (2) 機器人與焊接電源接口接口電路 機器人與焊接電源接口接口電路如圖所示 機器人與焊接電源接口接口電路 工業機器人工作站系統集

32、成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 弧焊機器人配備的送絲機構包括送絲機、送絲軟管和焊槍三部分。弧焊機器人的送絲穩定性是關系到焊接能否連續穩定進行的重要問題。 1 1送絲機的選擇送絲機的選擇 (1) 送絲機的類型 1) 送絲機按安裝方式分為一體式和分離式兩種。將送絲機安裝在機器人的上臂的后部上面與機器人組成一體為一體式；將送絲機與機器人分開安裝為分離式。 由于一體式的送絲機到焊槍的距離比分離式的短，連接送絲機和焊槍的軟管也短，所以一體式的送絲阻力比分離式的小。從提高送絲穩定性的角度看，一體式比分離式要好一些。 一體式的送絲機，雖然送絲軟管比較短，但有時為

33、了方便換焊絲盤，而把焊絲盤或焊絲桶放在遠離機器人的安全圍欄之外，這就要求送絲機有足夠的拉力工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 1 1送絲機的選擇送絲機的選擇從較長的導絲管中把焊絲從焊絲盤（桶）拉過來，再經過軟管推向焊槍，對于這種情況，和送絲軟管比較長的分離式送絲機一樣，選用送絲力較大的送絲機。忽視這一點，往往會出現送絲不穩定甚至中斷送絲的現象。 目前，弧焊機器人的送絲機采用一體式的安裝方式已越來越多了，但對要在焊接過程中進行自動更換焊槍（變換焊絲直徑或種類）的機器人，必須選用分離式送絲機。 2) 送絲機按滾輪數分為一對滾輪和二對滾

34、輪兩種。送絲機的結構有一對送絲滾輪的，也有兩對滾輪的；有只用一個電機驅動一對或兩對滾輪的，也有用兩個電機分別驅動兩對滾輪的。 從送絲力來看，兩對滾輪的送絲力比一對滾輪的大些。當采用藥芯焊絲時，由于藥芯焊絲比較軟，滾輪的壓緊力不能象用實心焊絲時那么大，為了保證有工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 1 1送絲機的選擇送絲機的選擇 足夠的送絲推力，選用兩對滾輪的送絲機可以有更好的效果。 3) 送絲機按控制方式分為開環和閉環兩種。送絲機的送絲速度控制方法可分為開環和閉環。目前，大部分送絲機仍采用開環的控制方法，也有一些采用裝有光電傳感器（

35、或編碼器）的伺服電機，使送絲速度實現閉環控制，不受網路電壓或送絲阻力波動的影響，保證送絲速度的穩定性。 對填絲的脈沖TIG焊來說，可以選用連續送絲的送絲機，也可以選用能與焊接脈沖電流同步的脈動送絲機。脈動送絲機的脈動頻率可受電源控制，而每步送出焊絲的長度可以任意調節。脈動送絲機也可以連續送絲，因此，近來填絲的脈沖TIG焊機器人配備脈動送絲機的情況已逐步增多。 4) 送絲機按送絲動力方向分為推絲式、拉絲式和推拉絲式三種。 推絲式 主要用于直徑為0.82.0mm的焊絲，它是應用最廣的一種送絲方工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 1 1

36、送絲機的選擇送絲機的選擇式。其特點是焊槍結構簡單輕便，易于操作，但焊絲需要經過較長的送絲軟管才能進人焊槍，焊絲在軟管中受到較大阻力，影響送絲穩定性，一般軟管長度為35m。 拉絲式 主要用于細焊絲（焊絲直徑小于或等于O.8mm），因為細絲剛性小，推絲過程易變形，難以推絲。拉絲時送絲電機與焊絲盤均安裝在焊槍上，由于送絲力較小，所以拉絲電機功率較小，盡管如此，拉絲式焊槍仍然較重。可見拉絲式雖保證了送絲的穩定性，但由于焊槍較重，增加了機器人的載荷，而且焊槍操作范圍受到限制。 推拉絲式 可以增加焊槍操作范圍，送絲軟管可以加長到10m。除推絲機外，還在焊槍上加裝了拉絲機。推絲是主要動力，而拉絲機只是將焊絲

37、拉直，以減小推絲阻力。推力與拉力必須很好地配合，通常拉絲速度應稍快于推絲。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 1 1送絲機的選擇送絲機的選擇這種方式雖有一些優點，但由于結構復雜，調整麻煩，同時焊槍較重，因此實際應用并不多。 (2) 推式送絲機的結構 推式絲機是應用最廣的送絲機，送絲電機、送絲滾輪、矯直機構等都裝在薄鐵板壓制的機架上，送絲機核心部分的結構如圖所示。 送絲機結構圖 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 1 1送絲機的選擇送絲機的選擇 送絲電機：驅動送絲滾輪，

38、為送絲提供動力。送絲電機由弧焊焊機電源控制，焊機電源根據焊接工藝控制送絲速度。 加壓桿：調預緊力，用于壓緊焊絲，控制柄可旋轉調節壓緊度。 送絲滾輪：電機帶動主動輪旋轉，為送絲提供動力。 加壓滾輪：將焊絲壓入送絲輪上的送絲槽，增大焊絲與送絲輪的摩擦，使焊絲平穩送出。 送絲機以送絲電機與減速箱為主體，在其上安裝送絲滾輪和加壓滾輪，加壓滾輪通過滾輪架和加壓手柄壓向送絲輪，根據焊絲直徑不同，調節加壓手柄可以調節壓緊力大小。在它的后面是焊絲校直機構，它由3個滾輪組成，它們之間的相對距離可視焊絲情況進行調整。 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準

39、備 1 1送絲機的選擇送絲機的選擇 在送絲輪的前面是焊絲導向部分，它由導向襯套和出口導向管組成。焊絲從送絲輪的溝槽內送出，正對著導向管入口，以保證焊絲始終從送絲輪的溝槽內順利地進入送絲軟管。為了固定導向襯套，機體上還設有壓簧。 送絲滾輪的槽一般由0.8mm、1.0mm、1.2mm三種，應按照焊絲的直徑選擇相應的輸送滾輪。 一般采用他激直流伺服電機作為送絲電動機，其機械特性平硬并可無級調節。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 2 2送絲軟管的選擇送絲軟管的選擇 送絲軟管是集送絲、導電、輸氣和通冷卻水為一體的輸送設備。 (1) 軟管結

40、構 軟管結構如圖所示。軟管的中心是一根通焊絲同時也起輸送保護氣作用的導絲管，外面纏繞導電的多芯電纜，有的電纜中央還有兩根冷卻水循環的管子，最外面包敷一層絕緣橡膠。軟管結構 工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 2 2送絲軟管的選擇送絲軟管的選擇焊絲直徑與軟管內徑要配合恰當。軟管直徑過小，焊絲與軟管內壁接觸面增大，送絲阻力增大，此時如果軟管內有雜質，常常造成焊絲在軟管中卡死；軟管內徑過大，焊絲在軟管內呈波浪形前進，在推式送絲過程中將增大送絲阻力。焊絲直徑與軟管內徑匹配見表。焊絲直徑與軟管內徑匹配焊絲直徑（mm）軟管直徑（mm）焊絲直徑

41、（mm）軟管直徑（mm）0.81.01.51.42.03.21.01.42.52.03.54.7工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 2 2送絲軟管的選擇送絲軟管的選擇 (2) 送絲不穩的因素 軟管阻力過大是造成弧焊機器人送絲不穩定的重要因素。原因有以下幾個方面。 選用的導絲管內徑與焊絲直徑不匹配； 導絲管內積存由焊絲表面剝落下來的銅末或鋼末過多； 軟管的彎曲程度過大。 目前越來越多的機器人公司把安裝在機器人上臂的送絲機稍為向上翹，有的還使送絲機能作左右小角度自由擺動，目的都是為了減少軟管的彎曲，保證送絲速度的穩定性。工業機器人工作

42、站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 3 3焊槍的選擇焊槍的選擇 焊槍的種類很多，根據焊接工藝的不同，選擇相應的焊槍。對于機器人弧焊工作站而言，采用的是熔化極氣體保護焊。 (1) 焊槍的選擇依據 對于機器人弧焊系統，選擇焊槍時，應考慮以下幾個方面。 選擇自動型焊槍，不要選擇半自動型焊槍。半自動型焊槍用于人工焊接，不能用于機器人焊接。 根據焊絲的粗細、焊接電流的大小以及負載率等因素選擇空冷式或水冷式的結構。 細絲焊時因焊接電流較小，可選用空冷式焊槍結構；粗絲焊時焊接電流較大，應選用水冷式的焊槍結構。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常

43、州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 3 3焊槍的選擇焊槍的選擇空冷式和水冷式兩種焊槍的技術參數比較見表 空冷式和水冷式兩種焊槍的技術參數比較技術參數型號Robo 7GRobo 7W冷卻方式空冷水冷暫載率（10min）60%100%焊接電流（Mix）325A400A焊接電流 （CO2）360A450A焊絲直徑l.0-1.2mml.0-1.6mm工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 3 3焊槍的選擇焊槍的選擇 根據機器人的結構選擇內置式或外置式焊槍。內置式焊槍安裝要求機器人末端軸的法蘭盤必須是中空的。一般專用焊接機器人如安

44、川MA1400，其末端軸的法蘭盤是中空，應選擇內置式焊槍；通用型機器人如安川MH6應選擇外置式焊槍。 根據焊接電流、焊槍角度選擇焊槍。焊接機器人用焊槍大部分和手工半自動焊用的鵝頸式焊槍基本相同。鵝頸的彎曲角一般都小于45。根據工件特點選不同角度的鵝頸，以改善焊槍的可達性。若鵝頸角度選得過大，送絲阻力會加大，送絲速度容易不穩定，而角度過小，一旦導電嘴稍有磨損，常會出現導電不良的現象。 從設備和人身安全方面考慮應選擇帶防撞傳感器的焊槍。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 3 3焊槍的選擇焊槍的選擇 (2) 焊槍的結構 焊槍一般由噴嘴、

45、導電嘴、氣體分流環、絕緣套、槍管（槍頸）、防碰撞傳感器（可選）等部分組成，如圖所示。焊槍的結構1-槍頸 2-絕緣套 3-分流環 4-導電嘴 5-噴嘴工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 3 3焊槍的選擇焊槍的選擇 為了更穩定地將電流導向電弧區，在焊槍的出口裝一個紫銅導電嘴。導電嘴的孔徑和長度因不同直徑的焊絲而不同。既要保證導電可靠，又要盡可能減小焊絲在導電嘴中的行進路程，以減少送絲阻力，保證送絲的通暢。導電嘴有成錐形、橢圓形、鑲套形、錐臺形、圓柱形、半圓形、滾輪形七種形式。 噴嘴是焊槍上的重要零件，其作用是向焊接區域輸送保護氣體，防

46、止焊絲末端、電弧和熔池與空氣接觸。噴嘴的材料、形狀和尺寸對氣體保護效果和焊接質量有著十分密切的關系。為了減少飛濺物的粘結，噴嘴應由熔點較高、導熱性較好的材料（如紫銅）制造，有些表面還需鍍鉻，以提高其表面光潔度和熔點。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作站系統集成常州機電三、機器人送絲機構的選型 知識準備知識準備 3 3焊槍的選擇焊槍的選擇 (3) 防撞傳感器 對于弧焊機器人除了要選好焊槍以外，還必須在機器人的焊槍把持架上配備防撞傳感器，防撞傳感器的作用是當機器人在運動時，萬一焊槍碰到障礙物，能立即使機器人停止運動（相當于急停開關），避免損壞焊槍或機器人。工業機器人工作站系統集成工業機器人工作

47、站系統集成常州機電四、弧焊系統故障診斷知識準備知識準備 1 1故障檢查點故障檢查點 在焊接過程中出現異常狀況時，按照表的要點進行檢查 焊接異常時的檢查要點溶接法（焊接方法）確認選擇的溶接法（焊接方法）與使用的焊絲材料、焊絲直徑、焊接保護氣相匹配。參數確認是否因為修改參數而引起焊接異常。記下修改參數后，返回初始數據，對焊接進行確認。焊接電壓指令方法自動/個別確認焊接電源的“自動/個別”選擇與機器人的“自動/個別”是否相一致。焊接電源的自動/個別選擇由“自動/個別”按鈕進行設定。設定為“自動”時，自動LED指示燈點亮。如果兩者不對應的話，面板上將顯示異常焊接電壓值。馬達選擇確認馬達種類的選擇是否正確，確認C09的設定值。（0：印刷電路式伺服馬達；1：伺服焊槍；2：機械