本書以安川點焊機器人為范本,以點焊原理、機器人系統(tǒng)構成、編程指令和在汽車生產(chǎn)中的應用為主線,全面詳實地介紹了點焊機器人的原理及應用,對于其他品牌的點焊機器人系統(tǒng)及操作應用同樣也能起到觸類旁通的效果。
世界上第一臺點焊機器人于1965年開始使用,它是由美國Unimation公司推出的Unimate機器人,我國在1987年自行成功研制第一臺“華宇Ⅰ型”點焊機器人。
新中國成立以來,在我國汽車整車及零部件生產(chǎn)中,手工點焊(固定式點焊機、懸掛式點焊機和移動式點焊機)和專機點焊占據(jù)車身焊接生產(chǎn)的主導地位,勞動強度大,作業(yè)環(huán)境惡劣,焊接質量不易保證,而且生產(chǎn)的柔性也很差,無法適應現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需要。改革開放以后,焊接機器人及自動生產(chǎn)線逐漸得以應用,提高了汽車零部件生產(chǎn)的自動化水平及生產(chǎn)效率,同時使生產(chǎn)更具有柔性,焊接質量也得到了保證。
由于點焊機器人能夠承擔人無法勝任的工作、具有質量穩(wěn)定可靠以及更高的柔性等優(yōu)點,在汽車制造中的技術和經(jīng)濟優(yōu)勢明顯,隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,汽車制造企業(yè)機器人應用比例逐年遞增。然而,國內(nèi)的職業(yè)院校和培訓機構普遍存在“重弧焊、輕點焊”現(xiàn)象,使得點焊機器人的教材資源非常稀少,給點焊機器人應用技術的教學和培訓帶來一定困難。
為滿足根據(jù)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對點焊機器人應用人才的需求,在中國焊接協(xié)會的授意和指導下,特編寫了《點焊機器人系統(tǒng)及編程應用》。本書以安川點焊機器人為范本,以點焊原理、焊接機器人系統(tǒng)構成、編程指令和在汽車生產(chǎn)中的應用為主線,全面詳實地介紹了點焊機器人原理及應用,對于其他品牌的點焊機器人系統(tǒng)及操作應用同樣也能起到觸類旁通的效果。本書還將大量的企業(yè)生產(chǎn)視頻和應用案例制作成光盤,以便于讀者了解和學習點焊機器人系統(tǒng)和汽車生產(chǎn)線的基本知識。本書可作為職業(yè)技術院校焊接及相關專業(yè)的教材,也可作為企業(yè)的機器人技能培訓教程,還可作為專業(yè)技術人員的參考資料。全書共6章,廈門集美職業(yè)技術學校的杜志忠校長編寫了第4、6章,劉偉老師編寫了第1、2、3、5章并進行統(tǒng)稿,唐山松下產(chǎn)業(yè)機器有限公司的王玉松老師,安川電機(中國)有限公司的周嘉康先生提供了部分點焊素材和案例,華僑大學的周廣濤博士和集美職校的郭廣磊、關強老師參與了全書的審核工作。
本書編寫過程中,還得到了廈門思爾特機器人系統(tǒng)有限公司、東南(福建)汽車工業(yè)有限公司、福建戴姆勒奔馳汽車有限公司、安川電機(中國)有限公司、庫卡機器人(中國)有限公司等有關單位的支持;中國機械工程學會的宋天虎監(jiān)事長欣然為本書作序,并寄予殷切期望;中國工程院林尚揚院士得知機器人系列教材陸續(xù)出版的情況后,特贈簽名,在此一并深表感謝!
由于編者水平有限,書中難免有疏漏和錯誤,敬請讀者提出寶貴意見!
編者
序一
序二
前言
第1章點焊原理與工藝1
11點焊原理1
111電阻焊的分類及特點1
112點焊的基本原理2
113點焊電極6
12點焊工藝10
121點焊的規(guī)范及參數(shù)10
122點焊規(guī)范所包括的要素13
123焊接循環(huán)13
124點焊焊接循環(huán)時序圖16
125點焊規(guī)范及參數(shù)的對照表17
126點焊工藝在實際生產(chǎn)中的應用19
13點焊設備與應用26
131汽車生產(chǎn)中使用的點焊設備26
132汽車車身裝焊27
14電阻點焊檢驗和質量控制27
141電阻點焊接頭破壞性檢驗28
142非破壞性檢驗及微觀檢驗29
15電阻點焊品質管理29
151點焊熔核直徑要求29
152點焊熔核評價準則30
153點焊品質檢查30
154點焊品質保證管理31
第2章點焊機器人及系統(tǒng)構成33
21點焊機器人技術指標33
211機器人本體技術規(guī)格33
212機器人控制系統(tǒng)34
213點焊機器人的基本功能37
22機器人點焊鉗38
221點焊鉗的分類及結構38
222點焊鉗的技術參數(shù)40
23點焊機器人系統(tǒng)46
231點焊機器人系統(tǒng)構成46
232焊接系統(tǒng)47
24點焊機器人控制系統(tǒng)50
241點焊機器人控制原理50
242點焊控制器50
25輔助設備51
251電極修磨器51
252壓力檢測儀52
253電流檢測儀52
第3章點焊機器人編程應用54
31示教編程器54
311NX100示教編程器54
312示教編程器圖示54
313示教編程器鍵的類別55
314示教編程器鍵的功能56
315示教編程器的畫面顯示60
316示教編程器畫面的操作64
317動作模式67
318安全模式68
32示教編程命令73
321移動命令登錄及操作73
322間隙動作命令(SVSPOTMOV)73
323空打命令76
324磨損檢測命令(WEAR)77
325修磨命令(CHIPDRS)78
326工件把持命令(WKHLDON)78
327工件放開命令(WKHLDOF)78
328磨損量判斷命令(DRSCHK)79
33系統(tǒng)數(shù)據(jù)設定79
331修磨條件文件79
332焊鉗更換80
333焊鉗軸動作84
334焊接結束解除85
335NC定位裝置85
336作業(yè)原點信號輸出的設定86
337磨損檢測基準位置/限定值設定89
338焊鉗特性文件91
339主程序設定94
3310位置等級(PL)的設定96
3311速度調(diào)節(jié)功能的設定97
3312輸入信號解除97
3313碰撞檢出偏移量99
3314省電時間的設定103
34點焊程序舉例105
341示教的基本步驟105
342運行程序111
第4章點焊機器人系統(tǒng)的安裝及
調(diào)試114
41點焊機器人的操作規(guī)程及安全注意
事項114
411點焊機器人的安全操作規(guī)程114
412點焊機器人的安全注意事項116
413機器人的日常保養(yǎng)與維護118
42點焊機器人的安裝120
421安裝的注意事項120
422安裝的場所和環(huán)境120
423機器人本體和底座的安裝121
43焊鉗的安裝122
431點焊鉗的類別及型號122
432焊鉗在法蘭上的安裝方法122
433焊鉗管線的連接124
434電纜的梳理124
44TCP工具點校準125
441控制點偏離的判斷125
442XYZ參照法計算TCP點126
45點焊機器人通信接口127
451機器人輸入接線圖127
452機器人輸出接線圖127
46焊鉗的連接與供氣系統(tǒng)127
461機器人焊鉗的連接127
462點焊機器人系統(tǒng)供氣單元134
47點焊機器人的外部控制系統(tǒng)135
471安全防護系統(tǒng)135
472夾具系統(tǒng)139
473轉臺系統(tǒng)142
474焊接系統(tǒng)143
48夾具系統(tǒng)操作模式145
481夾具系統(tǒng)手動模式145
482夾具系統(tǒng)自動模式146
49轉臺系統(tǒng)操作模式146
491轉臺系統(tǒng)手動模式146
492轉臺系統(tǒng)自動模式147
第5章點焊機器人在實際生產(chǎn)中的
應用149
51點焊機器人在轎車白車身焊裝線的
應用149
511點焊機器人系統(tǒng)案例149
512點焊機器人生產(chǎn)指標150
513焊接節(jié)拍與產(chǎn)能計算150
514機器人工作周期的優(yōu)化分析152
52輕型車車身焊裝生產(chǎn)線機器人應用
技術154
521工藝平面布置及工序內(nèi)容154
522系統(tǒng)集成156
523系統(tǒng)主要功能158
53汽車焊接的柔性化生產(chǎn)160
531各種工業(yè)機器人在汽車制造中的
應用160
532點焊機器人柔性工作站161
533柔性化焊接生產(chǎn)線165
54白車身機器人點焊數(shù)字化生產(chǎn)線169
541白車身機器人點焊生產(chǎn)線中的
數(shù)字化需求170
542數(shù)字化技術的應用實施步驟170
55點焊機器人和弧焊機器人協(xié)同作業(yè)在
汽車生產(chǎn)中的應用172
551工藝介紹及控制工作原理172
552干涉區(qū)的界定173
56中頻點焊技術及焊接控制系統(tǒng)174
561中頻點焊技術174
562中頻逆變焊接控制系統(tǒng)176
57伺服焊鉗及應用181
571伺服焊鉗的特點181
572伺服焊鉗的構成及技術參數(shù)183
573伺服焊鉗的輔助功能185
574伺服焊鉗的智能化配置187
575伺服焊鉗的生產(chǎn)應用187
576伺服焊鉗的保養(yǎng)和點檢191
58電梯層門板機器人點焊系統(tǒng)集成
方案192
581系統(tǒng)構成192
582工藝分析195
583電氣控制系統(tǒng)195
584夾具機構196
585點焊機器人套件197
59汽車車門點焊方案199
591車門工件及加工要求199
592車門點焊系統(tǒng)構成199
593焊接原理圖200
594機器人系統(tǒng)部件明細201
595焊接控制器及伺服焊鉗規(guī)格202
510離線編程技術在機器人點焊中的
應用203
5101機器人選型和場地布置204
5102焊鉗選型與焊點可達性驗證204
5103路徑優(yōu)化205
5104干涉區(qū)設置205
5105編寫程序206
5106預測節(jié)拍206
5107在線應用206
第6章示教編程命令及錯誤代碼209
61示教編程命令209
611移動命令209
612輸入/輸出(I/O)命令211
613控制命令212
62錯誤信息214
621系統(tǒng)和一般操作錯誤215
622編輯錯誤217
623程序登錄數(shù)據(jù)217
624外部存儲設備220
625維護模式224
參考文獻225