Stahlkastenträger (Roboterschweißen)

Struktur der Zusammensetzung

    Der Schweißroboter umfasst hauptsächlich Roboter- und Schweißgeräte. Der Roboter besteht aus dem Roboterkörper und dem Schaltschrank (Hard- und Software       ). Schweißgeräte, wie Lichtbogenschweißen und Punktschweißen, bestehen aus Schweißstromversorgung (einschließlich des Steuerungssystems), Drahtvorschub (Lichtbogenschweißen), Schweißzange (Klemme) usw. Der intelligente Roboter muss auch über ein Sensorsystem wie einen Laser- oder Kamerasensor und dessen Steuergerät verfügen.

    Schweißroboter, die auf der ganzen Welt produziert werden, sind im Grunde Gelenkroboter, von denen die meisten sechs Achsen haben. Unter ihnen können die Achsen 1, 2 und 3 das Endwerkzeug an verschiedene räumliche Positionen senden, während die Achsen 4, 5 und 6 die unterschiedlichen Anforderungen der Werkzeughaltung erfüllen können. Die mechanische Struktur des Schweißroboterkörpers hat hauptsächlich zwei Formen: eine ist eine Parallelogrammstruktur und die andere ist eine seitliche (kippbare) Struktur. Der Hauptvorteil der seitlich montierten (kippbaren) Struktur besteht darin, dass der Ober- und Unterarm einen großen Bewegungsbereich haben, so dass der Arbeitsraum des Roboters fast eine Kugel erreichen kann. Daher kann der Roboter kopfüber auf dem Gestell aufgehängt werden, um Platz zu sparen und den Fluss von Objekten auf dem Boden zu erleichtern. Die 2 und 3 Achsen dieses seitlich montierten Roboters sind jedoch Kragarmstrukturen, die die Steifigkeit des Roboters reduzieren. Es eignet sich generell für Roboter mit kleinen Lasten, wie Lichtbogenschweißen, Schneiden oder Spritzen. Der Oberarm eines Parallelogrammroboters wird von einer Zugstange angetrieben. Die Zugstange und der Unterarm bilden zwei Seiten eines Parallelogramms. Daher der Name. Der früh entwickelte Parallelogramm-Roboter hat einen kleinen Arbeitsbereich (beschränkt auf die Vorderseite des Roboters), der schwer kopfüber zu bearbeiten ist. Der seit den späten 1980er Jahren entwickelte neue Typ von Parallelogrammroboter (Parallelroboter) konnte jedoch den Arbeitsbereich nach oben, hinten und unten des Roboters erweitern, ohne das Steifigkeitsproblem des Messroboters, so dass er breite Aufmerksamkeit erregt hat. Diese Struktur eignet sich sowohl für leichte als auch für schwere Roboter. In den letzten Jahren verwenden die zum Punktschweißen verwendeten Roboter (mit einer Belastung von 100 ~ 150kg) meist die Parallelogrammstruktur.

     Jede Achse der beiden oben genannten Roboter befindet sich in Drehbewegung, so dass der Servomotor von einem zykloidalen Windrad (RV) -Reduzierstück (Achse 1 ~ 3) und einem Oberschwingungsreduzierer (Achse 1 ~ 6) angetrieben wird. Vor Mitte der 1980er Jahre wurden Gleichstrom-Servomotoren für elektrisch angetriebene Roboter eingesetzt. Seit den späten 1980er Jahren haben die Länder sukzessive auf AC-Servomotoren umgestellt. Da der AC-Motor keine Kohlebürste und gute dynamische Eigenschaften hat, hat der neue Roboter nicht nur eine niedrige Unfallrate, sondern auch eine große Erhöhung der Wartungsfreizeit und eine schnelle Beschleunigung (Verzögerung). Bei einigen neuen leichten Robotern mit einer Last von weniger als 16 kg kann die maximale Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugmittelpunkts (TCP) mehr als 3 m / s erreichen, mit genauer Positionierung und geringen Vibrationen. Gleichzeitig verwendet der Schaltschrank des Roboters auch einen 32-Bit-Mikrocomputer und einen neuen Algorithmus, so dass er die Funktion hat, den Weg selbst zu optimieren, und die Laufstrecke näher an der Lehrstrecke liegt.

Charakteristisch

     Für das Punktschweißen sind keine sehr hohen Schweißroboter erforderlich. Da das Punktschweißen nur eine Punktpositionskontrolle benötigt, gibt es keine strengen Anforderungen an die Bewegungsspur der Schweißzange zwischen den Punkten, was auch der Grund dafür ist, dass Roboter zum frühestmöglichen Zeitpunkt nur zum Punktschweißen eingesetzt werden können. Der Roboter für das Punktschweißen sollte nicht nur über eine ausreichende Belastbarkeit verfügen, sondern auch über eine hohe Geschwindigkeit, eine stabile Aktion und eine genaue Positionierung beim Verschieben zwischen den Punkten verfügen, um die Schaltzeit zu verkürzen und die Arbeitseffizienz zu verbessern. Die Belastbarkeit des Punktschweißroboters hängt von der Art der verwendeten Schweißzange ab. Für die vom Transformator getrennte Schweißzange ist ein Roboter mit einer Last von 30 ~ 45kg ausreichend. Einerseits ist es jedoch aufgrund des langen Sekundärkabels und der großen Verlustleistung für den Roboter nicht förderlich, die Schweißzange zum Schweißen in das Werkstück zu verlängern; Auf der anderen Seite schwingt das Kabel kontinuierlich mit der Bewegung des Roboters, und das Kabel wird schnell beschädigt. Daher nimmt der Einsatz von integrierten Schweißzangen derzeit allmählich zu. Die Masse dieser Schweißzange zusammen mit dem Transformator beträgt ca. 70kg. In Anbetracht der Tatsache, dass der Roboter über genügend Tragfähigkeit verfügen und in der Lage sein sollte, die Schweißzange mit einer großen Beschleunigung in die Raumposition zum Schweißen zu schicken, wird im Allgemeinen der schwere Roboter mit einer Last von 100 ~ 150kg ausgewählt. Um den Anforderungen der kurzen Distanz und schnellen Verschiebung von Schweißzangen beim kontinuierlichen Punktschweißen gerecht zu werden. Der neue Schwerlastroboter hat die Funktion, 50 mm Hubraum innerhalb von 0,3 Sekunden zu vervollständigen. Dies stellt höhere Anforderungen an die Leistung des Motors, die Betriebsgeschwindigkeit und den Algorithmus des Mikrocomputers.

Baustatik

      Da der konstruierte Schweißroboter in der quasi-ebenen und engen Raumumgebung arbeitet, sollte der konstruierte Roboter kompakt, flexibel und stabil sein, um sicherzustellen, dass der Roboter die Schweißnaht automatisch entsprechend den Abweichungsinformationen des Lichtbogensensors verfolgen kann. Entsprechend den Eigenschaften des engen Raumes wird ein kleiner mobiler Schweißroboter entwickelt. Entsprechend den Bewegungseigenschaften jeder Struktur des Roboters wird die modulare Bauweise verwendet, Der Robotermechanismus ist in drei Teile unterteilt: mobile Plattform auf Rädern, Schweißbrenner-Einstellmechanismus und Lichtbogensensor. Unter ihnen verfolgt die mobile Plattform auf Rädern aufgrund ihrer großen Trägheit und langsamen Reaktion hauptsächlich die Schweißnaht grob, der Schweißbrenner-Einstellmechanismus ist für die genaue Verfolgung der Schweißnaht verantwortlich und der Lichtbogensensor vervollständigt die Echtzeit-Identifizierung der Schweißabweichung. Darüber hinaus sind die Robotersteuerung und der Motortreiber auf der mobilen Roboterplattform integriert, um sie kleiner zu machen. Um die Auswirkungen von Staub auf bewegliche Teile in rauen Schweißumgebungen zu reduzieren, wird gleichzeitig eine vollständig geschlossene Struktur verwendet, um die Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern.

Ausrüstung

   Die Schweißausrüstung des Punktschweißroboters nimmt die integrierte Schweißzange an, und der Schweißtransformator ist hinter der Schweißzange installiert, so dass der Transformator so weit wie möglich miniaturisiert werden muss. Für Transformatoren mit geringer Kapazität kann eine 50Hz-Frequenz AC verwendet werden. Für Transformatoren mit großer Kapazität wurde die Wechselrichtertechnologie verwendet, um die 50Hz-Leistungsfrequenz AC auf 600 ~ 700Hz AC zu ändern, wodurch das Volumen des Transformators reduziert wird. Nach der Spannungsumwandlung kann 600 ~ 700Hz AC direkt zum Schweißen verwendet werden, und die sekundäre Gleichrichtung kann auch für das DC-Schweißen durchgeführt werden. Die Schweißparameter werden per Timer eingestellt. Der neue Timer wurde computerisiert, so dass der Roboterschaltschrank den Timer ohne zusätzliche Schnittstelle direkt steuern kann. Die Schweißzange des Punktschweißroboters verwendet in der Regel pneumatische Schweißzangen. Die Öffnung zwischen den beiden Elektroden der pneumatischen Schweißzange hat in der Regel nur zwei Hübe. Und sobald der Elektrodendruck eingestellt ist, kann er nicht mehr nach Belieben geändert werden. In den letzten Jahren ist eine neue Art von elektrischen Servopunktschweißzangen entstanden. Das Öffnen und Schließen der Schweißzange wird vom Servomotor angetrieben und von der Codescheibe zurückgeführt, so dass die Öffnung der Schweißzange beliebig ausgewählt und je nach tatsächlichem Bedarf voreingestellt werden kann. Darüber hinaus kann auch die Presskraft zwischen den Elektroden stufenlos eingestellt werden. Die neuen elektrischen Servopunkt-Schweißzangen haben folgende Vorteile:

1) Der Schweißzyklus jedes Schweißpunktes kann stark reduziert werden, da der Öffnungsgrad der Schweißzange vom Roboter präzise gesteuert wird und die Schweißzange beginnen kann zu schließen, wenn sich der Roboter zwischen den Punkten bewegt. Nach ein wenig Schweißen wird die Schweißzange geöffnet und der Roboter kann sich gleichzeitig bewegen. Es ist nicht notwendig zu warten, bis der Roboter an Ort und Stelle ist, bevor die Schweißzange geschlossen wird oder der Roboter sich bewegt, nachdem die Schweißzange vollständig geöffnet wurde;

2) Der Öffnungsgrad der Schweißzange kann beliebig entsprechend den Bedingungen des Werkstücks eingestellt werden. Solange es nicht zu Kollisionen oder Störungen kommt, ist der Öffnungsgrad so weit wie möglich zu reduzieren, um den Öffnungsgrad der Schweißzange und die Zeit, die das Öffnen und Schließen der Schweißzange in Anspruch nimmt, zu sparen.

3) Wenn die Schweißzange geschlossen und unter Druck gesetzt wird, kann nicht nur der Druck eingestellt werden, sondern auch die beiden Elektroden werden sanft geschlossen, wenn sie geschlossen sind, um Schlagverformungen und Geräusche zu reduzieren.

Schweißanwendungen.