Schweißroboter sind Industrieroboter zum Schweißen (einschließlich Schneiden und Spritzen).Gemäß der Internationalen Organisation für Normung (ISO) ist der Industriemaschinenmensch als Standard-Schweißroboter definiert, ein Industrieroboter ist ein vielseitiger, programmierbarer, automatischer Steuerungsoperator (Manipulator) mit drei oder mehr programmierbaren Achsen für die industrielle Automatisierung.Um unterschiedlichen Einsatzzwecken gerecht zu werden, verfügt die letzte Welle des Roboters über eine mechanische Schnittstelle, meist einen Anschlussflansch, der mit unterschiedlichen Werkzeugen oder Endbetätigern bestückt werden kann.Schweißroboter sind Industrieroboter, deren letzte Achsflansche mit Schweißzangen oder Schweiß-(Schneid-)Pistolen bestückt sind, damit sie geschweißt, geschnitten oder heißgespritzt werden können.

Mit der Entwicklung der Elektronik, der Computertechnologie, der numerischen Steuerung und der Robotertechnologie wurden seit den 1960er Jahren automatische Schweißroboter in der Produktion eingesetzt, deren Technologie immer ausgereifter wurde, hauptsächlich die folgendenVorteile:

1) Stabilisierung und Verbesserung der Schweißqualität, kann die Schweißqualität in numerischer Form widerspiegeln;

2) Verbesserung der Arbeitsproduktivität;

3) Verbesserung der Arbeitsintensität der Arbeitnehmer, kann in schädlichen Umgebungen arbeiten;

4) Verringerung der Anforderungen an die Betriebsfähigkeiten der Arbeiter;

5) Verkürzen Sie den Vorbereitungszyklus der Produktmodifikation und -änderung, reduzieren Sie die entsprechende Ausrüstungsinvestition.

Daher ist es in allen Lebensbereichen weit verbreitet.

Der Schweißroboter besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: Roboter und Schweißausrüstung.Der Roboter besteht aus Roboterkörper und Schaltschrank (Hard- und Software).Schweißgeräte, zum Beispiel Lichtbogenschweißen und Punktschweißen, bestehen aus einer Schweißstromversorgung (einschließlich ihres Steuerungssystems), einem Drahtvorschub (Lichtbogenschweißen), einer Schweißpistole (Klemme) und so weiter.Für intelligente Roboter sollten auch Sensorsysteme wie Laser- oder Kamerasensoren und deren Steuerung vorhanden sein.

Diagramm des Schweißroboters

Weltweit produzierte Schweißroboter sind im Grunde Gelenkroboter, die überwiegend über sechs Achsen verfügen.Unter ihnen können 1, 2, 3 Achsen das Endwerkzeug in verschiedene räumliche Positionen schicken, während 4, 5, 6 Achsen die unterschiedlichen Anforderungen an die Werkzeughaltung lösen.Es gibt zwei Hauptformen der mechanischen Struktur des Schweißroboterkörpers: eine ist eine Parallelogrammstruktur und die andere ist eine seitlich angebrachte (Schwenk-) Struktur.Der Hauptvorteil der seitlich angebrachten (Schaukel-)Struktur ist der große Aktivitätsbereich der Ober- und Unterarme, wodurch der Arbeitsraum des Roboters fast eine Kugel erreicht.Infolgedessen kann der Roboter kopfüber auf Gestellen arbeiten, um Bodenfläche zu sparen und den Fluss von Objekten auf dem Boden zu erleichtern.Dieser seitlich angebrachte Roboter, 2 und 3 Achsen für die Auslegerstruktur, verringert jedoch die Steifigkeit des Roboters, der im Allgemeinen für kleinere Lastroboter geeignet ist, zum Lichtbogenschweißen, Schneiden oder Spritzen.Der Oberarm des Parallelogramm-Roboters wird über einen Hebel angetrieben.Der Hebel bildet mit dem unteren Arm zwei Seiten eines Parallelogramms.Also heißt es.Die frühe Entwicklung des Parallelogramm-Roboterarbeitsplatzes ist relativ klein (beschränkt auf die Vorderseite des Roboters), es ist schwierig, kopfüber zu arbeiten.Der seit Ende der 1980er Jahre entwickelte neue Parallelogramm-Roboter (Parallelroboter) konnte jedoch ohne die Steifigkeit des Messroboters den Arbeitsraum auf die Ober-, Rückseite und Unterseite des Roboters erweitern, so dass ihm breite Aufmerksamkeit geschenkt wurde.Dieser Aufbau eignet sich nicht nur für leichte, sondern auch für schwere Roboter.In den letzten Jahren haben sich Punktschweißroboter (Last 100 bis 150 kg) meistens für Roboter mit Parallelogrammstruktur entschieden.

Jede der Wellen der beiden oben genannten Roboter wird für die Schwenkbewegung verwendet, sodass der Servomotor von einem Schwenknadelrad (RV)-Untersetzungsgetriebe (1 bis 3 Achsen) und einem harmonischen Untersetzungsgetriebe (1 bis 6 Achsen) angetrieben wird.Vor Mitte der 1980er Jahre wurden elektrisch angetriebene Roboter von DC-Servomotoren angetrieben, und seit Ende der 1980er Jahre haben die Länder auf AC-Servomotoren umgestellt.Weil Wechselstrommotoren keine Kohlebürsten haben, gute dynamische Eigenschaften, so dass der neue Roboter nicht nur eine geringe Unfallrate, sondern auch eine stark erhöhte wartungsfreie Zeit hat, plus (minus) Geschwindigkeit ist auch schnell.Einige neue Leichtbauroboter mit Lasten von weniger als 16 kg haben eine maximale Bewegungsgeschwindigkeit von mehr als 3 m/s an ihrem Tool Center Point (TCP), eine genaue Positionierung und geringe Vibrationen.Gleichzeitig verwendete der Steuerschrank des Roboters auch einen 32-Bit-Mikrocomputer und einen neuen Algorithmus, sodass er die Funktion hat, den Pfad selbst zu optimieren und die Trajektorie näher an die Trajektorie des Lehrens zu führen.

Besonderheit

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Punktschweißen stellt keine großen Anforderungen an Schweißroboter.Da das Punktschweißen nur Punktsteuerung benötigt, da für die Schweißzange zwischen dem Punkt und dem Punkt der Bewegungsbahn keine strengen Anforderungen gestellt werden, kann der Roboter frühestens deshalb nur zum Punktschweißen verwendet werden.Der Punktschweißroboter hat nicht nur eine ausreichende Tragfähigkeit, sondern ist auch in der Punkt-zu-Punkt-Schaltgeschwindigkeit schnell, die Aktion sollte reibungslos sein, die Positionierung sollte genau sein, um die Schaltzeit zu verkürzen, anzuheben

Hohe Produktivität.Wie viel Belastbarkeit ein Punktschweißroboter benötigt, hängt von der Form der verwendeten Schweißzange ab.Für Schweißzangen getrennt von Trafos reicht eine 30- bis 45-kg-Last des Roboters aus.Allerdings ist diese Art von Schweißzange einerseits durch die lange Sekundärkabelleitung bedingt, die Verlustleistung ist groß, andererseits ist es für den Roboter nicht förderlich, die Schweißzange in das Innere des Werkstücks einzuschweißen schwingt die Kabelleitung mit der Roboterbewegung mit, ist die Kabelbeschädigung schneller.Daher nimmt die Verwendung von integrierten Schweißzangen allmählich zu.Diese Schweißzange hat zusammen mit dem Transformator eine Masse von etwa 70 kg.In Anbetracht dessen, dass der Roboter über eine ausreichende Tragfähigkeit verfügen sollte, werden in der Regel Schwerlastroboter mit einer Traglast von 100 bis 150 kg gewählt.Um die Anforderungen an eine schnelle Verschiebung der Schweißklammern auf kurze Distanz während des kontinuierlichen Punktschweißens zu erfüllen.Der neue Hochleistungsroboter fügt die Fähigkeit hinzu, 50 mm Verschiebung in 0,3 Sekunden abzuschließen.Dies stellt höhere Anforderungen an die Leistung des Motors, die Rechengeschwindigkeit und den Algorithmus des Mikrocomputers.

Strukturiertes Design

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Da sich die Konstruktion des Schweißroboters in einer quasi-ebenen, engen Raumumgebung befindet, sollte der Roboter kompakt und flexibel beweglich sein, um sicherzustellen, dass der Roboter das Schweißen der Schweißnaht gemäß den Abweichungsinformationen des Lichtbogensensors verfolgen kann und stabile Arbeit.Im Hinblick auf die Eigenschaften des engen Raums wird ein kleiner mobiler Schweißroboter entwickelt, entsprechend den Bewegungseigenschaften jeder Struktur des Roboters unter Verwendung eines modularen Konstruktionsverfahrens, wobei der Robotermechanismus in drei Teile unterteilt ist: mobile Plattform mit Rädern, Brennereinstellvorrichtung und Lichtbogensensor.Unter ihnen, fahrbare mobile Plattform wegen ihrer Trägheit, langsame Reaktion, hauptsächlich auf die grobe Verfolgung der Schweißnaht, der Brennereinstellmechanismus ist für die präzise Verfolgung der Schweißnaht verantwortlich, Lichtbogensensor zur Vervollständigung der Echtzeit-Identifikation der Schweißnahtabweichung.Darüber hinaus sind die Robotersteuerung und der Motortreiber auf der mobilen Roboterplattform integriert, wodurch sie kleiner wird.Um gleichzeitig den Einfluss von Staub auf bewegliche Teile in einer rauen Schweißumgebung zu reduzieren, wird eine vollständig geschlossene Struktur verwendet, um die Zuverlässigkeit zu verbessern^ofsein System.

ausrüsten

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Die Schweißausrüstung des Punktschweißroboters, wegen der Verwendung von integrierten Schweißzangen, Schweißtransformatoren, die hinter der Schweißzange installiert sind, daher muss der Transformator so klein wie möglich sein.Für kleinere Transformatoren kann Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz verwendet werden, und für größere Transformatoren wurde Wechselrichtertechnologie verwendet, um Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz in Wechselstrom mit 600 bis 700 Hz umzuwandeln, so dass die Größe des Transformators verringert und reduziert wird.Nachdem der variable Druck direkt mit 600 bis 700 Hz Wechselstrom geschweißt werden kann, kann er auch nachgerichtet werden, mit DIREKT-Schweißen.Die Schweißparameter werden durch den Timer eingestellt.Der neue Timer wurde mikrorechnerisch berechnet, sodass der Robotersteuerschrank den Timer direkt steuern kann, ohne dass eine zusätzliche Schnittstelle erforderlich ist.Punktschweißroboterschweißzangen, normalerweise mit pneumatischen Schweißzangen, pneumatische Schweißzangen zwischen den beiden Elektroden des Öffnungsgrades beträgt im Allgemeinen nur zwei Hübe.Und ist der Elektrodendruck einmal eingestellt, kann er nicht mehr beliebig verändert werden.In den letzten Jahren ist ein neuer Typ von elektrischen Servo-Punktschweißklemmen aufgetaucht.Das Öffnen und Schließen der Schweißzange wird von einem Servomotor angetrieben, und die Rückmeldung der Codeplatte ermöglicht es, die Öffnung der Zange beliebig zu wählen und entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen voreinzustellen.Und auch die Anpresskraft zwischen den Elektroden lässt sich stufenlos einstellen.Dieser neue elektrische Servo-Punktschweißer hat folgende Vorteile:

1) Der Schweißzyklus jedes Schweißpunkts kann stark reduziert werden, da der Öffnungsgrad der Schweißzange vom Roboter genau gesteuert wird, der Roboter zwischen dem Punkt und dem Bewegungspunkt, die Schweißzange kann beginnen, sich zu schließen;

2) Der Öffnungsgrad der Schweißklemme kann entsprechend dem Zustand des Werkstücks eingestellt werden, solange keine Kollision oder Störung auftritt, um den Öffnungsgrad zu minimieren, um den Öffnungsgrad der Schweißklemme in Ordnung zu speichern um die Zeit zu sparen, die durch das Öffnen und Schließen der Schweißklemme aufgewendet wird.

3) Wenn die Schweißklemmen geschlossen und unter Druck gesetzt werden, kann nicht nur die Druckgröße eingestellt werden, sondern auch, wenn sie geschlossen sind, werden die Elektroden sanft geschlossen, wodurch Schlagverformung und Geräusche reduziert werden.

Punktschweißroboter FANUC R-2000iB

Schweißanwendungen

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