电气自动化与机器人配套焊接工作站的设计与实施
来源:用户上传
作者:
【摘要】伴随经济全球化的深入和现代化水平的提高，自动化越来越广泛的应用在工业中，比如电气自动化在机器人配套焊接中的应用，可以提高焊接效率和焊接质量，创造好的工作氛围，降低工人的工作强度，改善传统焊接技术的缺点，对生产流程进行创新，并节约成本。
【关键词】电气自动化;机器人;配套焊接;工作站
电气自动化在各个领域的应用是人类社会文明发展的标志，利用电气自动化可以改变传统工业的工作模式，促进经济效益的增长。为了实现电气自动化在机器人配套焊接中的实际应用，必须把焊接变位机和焊接机器人有效联系起来。除了在焊接机器人方面，在其他工业产品的焊接工作中利用电气自动化同样可以改变弊端，利用现代科技提高生产效率。本文主要对电气自动化和机器人配套焊接的工作站的相关设计和实施措施进行探究说明。
一、技术方案
焊接机器人是现代科技水平不断发展的产物，焊接机器人可以利用反复进行编程的自动化控制装备应用在各个工业领域。焊接中的柔性化指的是，利用物材储备运输系统和计算机系统等技术来进行数控机床设备控制的自动运行。而机器人柔性化焊接的工作站指的是利用计算机系统来联系焊接变位机和焊接机器人，实现整个工作过程的自动化运作。这里的工作站焊接的工业产品工件标准在2.5米以下。遵循的是科学规范的技术方案，整合了设备装置自动上料，半自动定位装卡，自动焊接以及卸货等功能。把电气自动化设备系统当作生产的程序，把智能搬运器，变位机，送料机构，构件周转架以及码垛架组成生产设备，提升工作效率。电气自动化系统利用专用屏蔽电缆把西门子$7-200.$7-300.ET200.机器人适配卡，触摸屏等相关控制设备进行连接，实施PROFIBUS-DP通讯链路的网络设计方案。并对网络通讯实时情况进行监控控制，防止通讯故障的发生。
二、变位机的设计
变位机是用来工作生产回转的焊接变位，目的是增加焊接加工位置的准确性，保证焊接速度，以一种焊接辅助专业装置。变位机包括两大系统，分别是回转和翻转，变位机能够和焊机操作机构成自动化的焊接中心，利用工作台的升降以及回转翻转来实现自动化的无极调速和角度装配，工作台中的焊接工作对精准度要求很高，因此手工作业是一个难点。回转在变位机中的使用实现了精准度比较高的无极调速，以及能够对工作台实行远程操作和控制的遥控盒装置。变位机把焊接机和操作机有效结合起来，达到预期的焊接速度。变位机是机器人柔性化工作站的核心重要部件，包括导轨，快速卡，钢结构，翻转轴，旋转轴等。变位机在机器人焊接工作中占有关键地位，它的准确度和工作站的焊接效果有着密切联系。比如说机器人配套工作站要求的焊接精度在0.5毫米之内，变位机的核心装置就必须是直径3.8米的转盘，它180度进行旋转和翻转定位都必须控制在0.5毫米之内。
三、智能搬运器的设计
智能搬运器指的是使用电机装置来进行货物升降以及横移的卸货机器。智能搬运器主要包括收缩叉臂，导向套，升降架，横移架等部件。在机器人焊接工作站的运行过程中，智能搬運器发挥着把工件运到特定码货架的作用，提升搬运效率。智能搬运器促进了自动化的流水线运作生产过程，改善了工作环境，减小了工人的工作强度，促进了生产效率的提高。
四、工件定位工装的设计
工件定装工装指的是，在面对多样化的工件装卡过程中，为了提高工件的定卡速度，通过变位机中的快速卡环以及气缸弹簧来完成工件的定位以及卡紧两个步骤，把定位架放置在工装支座上面，完成变位机和工件定位工装的快速准确连接。
五、机器人动作的设计
机器人的动作是工作站设计工作的主要内容，首先要确定好机器人的具体安装位置，机器人的具体安装位置根据计算机模拟结果来进行定位，机器人的动作，姿态，轨迹，速度等方面要依据实际情况以及其他工作装置的配合，进行重复示范达成规范的同一，来达到工程对操作和节奏的设计标准。
六、控制系统的设计
控制系统在焊接过程中融合了伺服闭环驱动，人机界面，PLC定位模块等部分。
第一，在总控和机器人的控制器信号方面，如果机器人返回原点位置或者踏人不属于干涉区的位置的时候，焊接机器人就能够发送出预警信号来对PLC总控进行命令通知，焊接机器人就能够及时达成信号互锁以及控制点用的任务。比如说，为了对焊接机器人因为意外转台导致的撞机事故开展规避，PLC就可以屏蔽转台转动以及夹具动作。
第二，在夹具控制的有关指令方面，夹具控制指令是为了对焊接机器人进行全面可把控的控制，因为焊接机器人在进行焊接工作的过程中，会对一些焊点位置出现焊接不到的情况，因此需要对一个或某个夹紧单元开展补焊操作，另外也可以进行夹具旋转控制，开展补焊操作的时候需要及时打开夹具控制单元的系统补焊工作，避免出现差池。焊接机器人通过焊接过程当中的夹具控制进行指令发出，再通过总线传递给夹具控制单元。
第三，在系统信号方面，系统信号的内容是通过PLC总控，实现在系统触摸屏上的显示。系统信号有利于工作人员对焊接工作过程进行监督，它包括系统初始化信息，故障信息等方面。另外总控和触摸屏信号方面，在生产产品需要更改的时候，只需要在工作站触摸屏上进行品种选择就可以了。如果确定系统和系统识别的夹具符合的时候，确定系统就会进行执行，反之就会产生预警，保障了生产准确性。关于产品种类和焊接机器人的工作情况都能够根据触摸屏中的提示来进行操作。
综上所述，本文依据从机器人焊接工作站的设计实施方面下手，对于焊接机器人系统的重要部分变位机，智能搬运器，机器人自身以及工件定位的具体工作设计开展了探究分析。一方面表现了本设计实施在解决变位器精确度，信号通讯方面、搬运器的使用以及机器人动作方面发挥着关键作用，另一方面也对工件的快速准确定位和卡紧技术问题也进行了合理解释。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-14822644.htm
