最新工业机器人点焊工作站的系统设计教学讲义PPT.ppt

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1、工业机器人点焊工作站的系统设计点焊机器人系统的主要选择指标在点焊设备。点焊设备由电源及控制装置（点焊控制器）、能量装换装置（焊接变压器）和焊接执行机构（点焊钳）三大部分组成。一、点焊控制器的选型点焊控制器是点焊机器人附助设备中最重要的设备。1．点焊控制器的定义焊接用控制装置是合理控制时间、电流、加压力这三大焊接条件的装置，综合了机械的各种动作的控制、时间的控制以及电流调整的功能。点焊设备的主回路结构示意图如图3-18所示。知识准备图3-18点焊设备主回路结构示意图知识准备目前产量最多、应用最广泛的是交流式焊接电源，其使用容易，价格便宜

2、，但负载功率因数低，输入功率大，不适合超精密焊接。近年来逐渐发展了逆变式电阻焊机，成为今后发展的主流。(2)按通信方式分点焊控制器与机器人控制器的通讯方式主要有二种结构形式。1)中央结构型它将焊接控制部分作为一个模块与机器人本体控制部分共同安装在一个控制柜内，由主计算机统一管理并为焊接模块提供数据，焊接过程控制由焊接模块完成。其优点是设备集成度高，便于统一管理。2)分散结构型点焊控制器与机器人本体控制柜分开，二者通过应答通讯联系，机器人控制柜给出焊接信号后，其焊接过程由点焊控制器自行控制，焊接结束后给机器人发出结束信号，以便机器人控制

3、柜控制机器人移动。这种结构优点是调试灵活，焊接系统可单独使用，但需要一定距离的通讯，集成度不如中央结构型高。知识准备3．点焊控制器的选择(1)按焊接材料选择1)黑色金属工件的焊接一般选用交流点焊机。因为交流点焊机是采用交流电放电焊接，特别适合电阻值较大的材料，同时交流点焊机可通过运用单脉冲、多脉冲信号、周波、时间、电压、电流、程序各项控制方法，对被焊工件实施单点、双点连续、自动控制、人为控制焊接。适用于钨、钼、铁、镍、不锈钢等多种金属的片、棒、丝料的焊接。其优点是：①综合效益较好性价比较高；②焊接条件范围大；③焊接回路小型轻量化；④可

4、以广泛点焊异种金属。其缺点是：①受电网电压波动影响较大，即交流点焊机焊接电流会随电网电压波动而波动，从而影响焊接的一致性。②交流点焊机焊接放电时间最短通常为1/2周波即0.01秒，不适合一些特殊合金材料的高标准焊接。知识准备2)有色金属工件的焊接一般选用储能点焊机。因为储能点焊机是利用储能电容放电焊接，具有对电网冲击小、焊接电流集中、释放速度快、穿透力强、热影响区域小等特点。广泛适合于银、铜、铝、不锈钢等各类金属的片棒丝的焊接加工。其优点是：①电流输出更精确、稳定，效率更高；②焊接热影响区更小；③较交流点焊机更节约能耗；其缺点是：①设

5、备造价较高。②储能点焊机焊接放电时间受储能量和焊接变压器影响，设备定型后，放电时间不可调整。③储能点焊机的放电电容经过长期使用会自动衰减，需要更换。3)需要高精度高标准焊接的特殊合金材料可选择中频逆变点焊机。知识准备(2)按焊机的技术参数选择①电源额定电压、电网频率、一次电流、焊接电流、短路电流、连续焊接电流和额定功率。②最大、最小及额定电极压力或顶锻压力、夹紧力。③额定最大、最小臂伸和臂间开度。④短路时的最大功率及最大允许功率，额定级数下的短路功率因数。⑤冷却水及压缩空气耗量。⑥适用的焊件材料、厚度或断面尺寸。⑦额定负载持续率。⑧焊

6、机重量、焊机生产率、可靠性指标、寿命及噪声等。知识准备二、电阻焊接控制装置IWC5-10136CIWC5-10136C电阻焊接控制装置为逆变式焊接电源，采用微电脑控制，具备高性能和高稳定性的特点，可以按照指定的直流电流进行定电流控制，具有步增机能以及各种监控及异常检测机能。1．IWC5焊接电源的技术参数表3-10IWC5-10136C电阻焊接控制装置技术参数表3-10IWC5-10136C电阻焊接控制装置技术参数（续）知识准备知识准备2．IWC5焊接电源的优点IWC5-10136C电阻焊接装置的主回路结构和焊机电流波形如图3-21所示

7、。图3-21主回路结构图以及焊接电流波形直流逆变式电阻焊接装置与传统的交流工频电阻焊机相比具有以下突出优势。1)直流焊接逆变式焊机一般采用1kHz左右逆变中频电源，经变压器次级整流，可提供连续的直流焊接电流，电流单方向加热工件，热效率提高；无输出感抗影响，大大提高焊接质量。知识准备2)焊接变压器小型化焊接变压器的铁芯截面积与输入交流频率成反比，故中频输入可减小变压器铁芯截面积，减小了变压器的体积和重量。尤其适合点焊机器人的配套需要，焊机轻量化，减小机器人的驱动功率，提高性价比。3)电流控制相应速度提高1kHz左右频率电流控制响应速度为

8、1ms，比工频电阻焊机响应速度提高20倍，从而可以方便地实现焊接电流实时控制，形成多种焊接电流波形，适合各种焊接工艺需要，飞溅减少，电极寿命提高，焊点质量稳定。4)三相电源输入，三相负载平衡，功率因数高，输入功率减少，节