焊接機(jī)器人的控制
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利用示教進(jìn)行的機(jī)器人控制
教機(jī)器人焊接的作業(yè)稱為“示教”,是引進(jìn)機(jī)器人時(shí)不可或缺的工序。示教方法分為兩種,分別為“在線示教”,即運(yùn)行機(jī)器人,使其記住動(dòng)作的方法;以及“離線示教”,即將CAD等生成的3D數(shù)據(jù)或動(dòng)作編入程序中,使機(jī)器人記住數(shù)據(jù)的方法。
示教是決定機(jī)器人動(dòng)作的重要工序,同時(shí)也非常費(fèi)時(shí)。因此,相對(duì)而言示教工時(shí)較少的在線示教逐漸成為主流。
在線示教時(shí),需要實(shí)際運(yùn)行機(jī)器人進(jìn)行焊接,由傳感器檢測(cè)其動(dòng)作。傳感器檢測(cè)到的動(dòng)作會(huì)記錄到程序中。通過(guò)播放(示教回放)記錄的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人進(jìn)行的焊接。
此外,在機(jī)器人焊接工序中,可以將非接觸傳感器作為機(jī)器人的眼睛,進(jìn)行“焊接線的模仿控制”或“坡口形狀的測(cè)量”,實(shí)現(xiàn)更高精度的自動(dòng)焊接。
利用傳感器進(jìn)行的機(jī)器人控制
利用接觸式傳感器進(jìn)行的控制
將生產(chǎn)線上搬運(yùn)過(guò)來(lái)的母材與安裝于電極或焊炬頂部的探針或焊絲接觸,以檢測(cè)焊接位置的方法。接觸式傳感器分為“接觸探針傳感器”和“焊絲接觸傳感器”。
接觸探針傳感器的工作原理是將與焊炬一體動(dòng)作的探針?lè)诺狡驴谏?,由探針追蹤焊接線,以檢測(cè)焊接部位。
焊絲接觸傳感器的工作原理是向焊材即焊絲通入微弱電流,使其與母材接觸,就像人拿著手杖一樣,檢測(cè)相互的位置(例:焊接開始位置、結(jié)束位置、焊接焊縫的位置等)。它的劣勢(shì)是當(dāng)坡口角度或坡口開口寬度有差異時(shí),會(huì)反復(fù)進(jìn)行點(diǎn)接觸式感應(yīng),檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。
接觸式傳感器(焊絲接觸傳感器)的檢測(cè)示例
利用非接觸式傳感器進(jìn)行的控制
作為機(jī)器人焊接的非接觸式傳感器,主要有“電弧傳感器”、“激光位移傳感器”。
“電弧傳感器”常用于電極消耗式電弧焊接中,用于在坡口內(nèi)擺動(dòng)進(jìn)行焊接時(shí)的焊接電流,或根據(jù)電弧電壓的變化進(jìn)行的焊炬位置控制等。它相對(duì)較便宜,但在某些材料的工件上,可能不支持模仿控制。此外,一般不支持坡口形狀的檢測(cè)等用途。
另外,“激光位移傳感器”為使用激光和光傳感器的移位傳感器,與其他傳感器相比,可高速地檢測(cè)和輸出更多信息。因此,可實(shí)現(xiàn)快速的焊接線模仿控制,以及測(cè)量坡口形狀并實(shí)時(shí)反映到控制中,具有能提高自動(dòng)焊接精度、提高工序效率的優(yōu)勢(shì),使用越來(lái)越廣泛。
激光的照射方法分為搖動(dòng)射燈進(jìn)行照射和大范圍照射帶狀縫口光兩種。例如,在利用激光焊接將多個(gè)材料緊密接合,組合為壓接材料的“拼焊(TB)”這種工藝中,使用具有縫口光的激光位移傳感器,可高速且高精度地檢測(cè)和控制焊接線。
此外,如果是使用藍(lán)色激光的位移傳感器,還可檢測(cè)到剛焊接后受熱發(fā)紅的熔池形狀,實(shí)時(shí)將熔敷量相關(guān)的焊接電源電壓、電流、焊接速度等調(diào)整為最佳值,提高自動(dòng)焊接的品質(zhì)。
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