项目五 工业机器人选型与典型应用-毕业论文

项目五工业机器人选型与典型应用Evaluation

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.NET学习目标1.掌握工业机器人选型的原则和方法；2.了解常用知名品牌工业机器人特点和常用型号；3.熟悉焊接机器人系统的组成和编程要点；4.熟悉喷涂机器人系统的组成和编程要点；5.熟悉机床上下料机器人系统的组成和编程要点。6.熟悉码垛、搬运机器人系统的组成与应用。7.了解机加工机器人的基本知识。Evaluation

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.NET知识链接一、工业机器人选型的原则和方法

工业机器人广泛应用于各行业的生产。选用机器人应满足适用、可靠、便于操作和维修维护及经济性的基本要求。具体的选型原则和方法如下：1、工艺适应性原则

工艺适应性原则主要指所选用的工业机器人功能必须适应生产的工艺需求。焊接、喷涂、铸造、锻造、冲压、车削、铣削、码垛、搬运等生产其工艺不同，对机器人的动作类型、承载能力、运动范围和速度、机器人重复精度等要求也不同。2、可靠性原则

机器人的可靠性是工业机器人用户特别关心的焦点问题，因此在选用工业机器人时必须认真对待。是否经过可靠性试验，其无故障时间是否有说明。Evaluation

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.NET3、优化配置原则

工业机器人的配置既要满足生产活动的功能要求，又要保证质量稳定可靠，还要做到经济合理。关键部件的来源，首先重点考察减速器、伺服系统、控制器的品牌及其质量等级，其次是机械结构是否经过优化设计，结构是否合理，是否有足够的刚性和稳定性，是否选用了优质材料和有效的工艺处理，以保证其稳定性。应考察机器人生产厂家各种关键配套产品的配置清单及生产厂家，防止机器人生产厂家以次充好，影响整机质量。4、容易操作原则

工业机器人的操作、示教和编程，应该简单易学。所有机器人选型时重点考察其基本操作是否繁琐，示教是否容易，编程系统是否接近高级语言等。5、质量保证原则

选用工业机器人时，不但要考核工业机器人本身的质量，还要考核工业机器人生产企业质量保证体系的完善性和可信性。考核工业机器人整机生产企业是否通过ISO有关标准的认证。因为，是否通过ISO有关标准的认证，对于企业产品的质量保证的差别是很大的。通过认证，在质量管理和质量保证物质条件上都会全面得到保证。6、维修备件供应原则

对于进口工业机器人来讲，用户经常遇到维修备件供应难的问题。要么是供应渠道不畅，供应时间周期长，要么是原来的备件已淘汰，厂家专门做此种备件价格十分昂贵，要么就是无法弄到。选型时要考虑供应商的维修备件供应难易程度。7、维修服务体系完善原则

在选择工业机器人时，一定要考核工业机器人生产企业及其配套产品生产企业的售前和售后服务网络是否健全，服务队伍的素质是否能胜任工作，服务能否及时，是否能履行承诺。这一点非常重要，不容忽视，应该在合同条款中加以明确，并规定索赔事项。对于在中国没有维修服务网点，或者虽然有维修网点，但开同虚设不起作用的企业，原则上是不能选用的。8、市场占有率原则

市场占有率高的工业机器人，说明是旺销产品，已受到多数用户的青睐和肯定，一般不会有太多质量低劣的情况。市场占有率高的旺销机器人一般是批量产品，其设计结构和工艺基本上是经过多次修改和考验的，应该是比较成熟的产品，产品质量应该能得到保证。9、避免风险原则

避免技术性风险。对一技术复杂而昂贵的工业机器人，选用时应采取交钥匙工程的方法签署技术合同和商务合同。要求订货前做工艺设计、动态模拟仿真或实地操作演示实验，订货时要求供应商提供全套专用附件，到货后要求负责安装调试，要求负责操作人员的编程、操作和维护的培训。Evaluation

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供应商敢不敢承担这样的交钥匙合同，也是对他们实力的严峻考验。

避免资信风险。在商品经济的大潮中，骗局和陷阱还是存在的，一不小心就会陷进去，结果无法向领导和职工交代。为了避免这种风险，要对供应商进行实地考察。除了对产品技术质量和服务质量考察外，还要通过银行或可信的渠道考察其资信情况。供应商的负债率最好不超过70%，负债率过高随时都有破产的危险。

除了考察供应商的负债率和生产形势外，还要考察供应商的流动资金状况。流动资金十分困难的企业，你向他们订了货，交了预付款，但他们把预付款挪作他用，因此造成无法交货或交货严重拖期，损失的还是用户。Evaluation

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.NET或交货严重拖期，损失的还是用户。10、环保安全原则

工业机器人也有漏油、漏水、漏气的现象，这会污染环境和造成浪费，应该坚持标准，严格要求，对于工艺过程材料，如果含有对人身有害的物质，则不应该超标。目前，我国已开始对企业进行环保标准认证，通过此项认证的企业，也应该成为我们订货时优先选择的企业。工业机器人配套的电气产品往往都有安全要求，这些产品要达到安全标准，最好能通过安全认证。Evaluation

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.NET11、科学验收原则

常常发现一些企业，可以以昂贵的代价购买工业机器人，而不肯花钱请权威机构进行品质验收。有的外商就抓住了这个弱点，或者以次充好，或者发出他们的不合格品给中国的用户，而中国用户又没经过权威机构进行科学严格的验收，让他们蒙混过关，当用户发现时也过了索赔期，结果是哑巴吃黄连，有苦说不出。Evaluation

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.NET12、性能价格比原则

工业机器人的价格主要取决于技术水平的先进性，质量和精度的好坏，配置的高低以及质量保证费用等。对工业机器人的价格必须进行综合考虑，不要一味追求低价格。但也要防止价格上的欺骗，只要认真地比产品水平、比质量、比配置、比功能、比运行费用，最后再比价格，是可以买到性能价格比合理的工业机器人设备的。Evaluation

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.NET二、ABB工业机器人简介1974年发明世界第一台全电机驱动机器人；2001年成为全球首家机器人销量突破10万台的制造商；2007年底全球机器人销量达到16万台；3%的收入投入研发。1994年在上海成立上海ABB工程有限公司。Evaluation

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.NET1、ABB工业机器人的特点：

（1）速度快。QuickMoveTM动态自优化运动控制技术

令各轴总是以最大加速度运动，生产节拍比一般机器人快25%。运动控制功能好。加速度不随载荷和臂长而变化。

（2）机械结构合理。平均无故障运行时间大于8万小时，模块化结构，紧凑合理，维护维修方便，电机功率小，能耗比一般机器人低30%。

（3）安全保护性能好。具有基于LoadIdentification技术的智能防碰撞功能，碰撞时将碰撞力降低到

30%，机器人自动延路径回缩，释放压力，对工具和周边设备的破坏降到最小，意外碰撞后可快速回复，碰撞检测灵敏度可以调整。（4）全彩色触摸屏示教器，三方向操作摇杆Evaluation

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.NET（5）控制软件系统先进。

1）控制柜附带USB接口及网线接口，程序文件可自由存储、加载。2）机器人程序为文本格式，方便在电脑上编辑。3）轨迹转角处运动速度恒定。4）控制系统屏蔽性能优异，不受高频信号干扰。

5）随机附带RobotStudio软件，可进行3D运行模拟及联机功能（复制文件、编写程序、设置系统、观察I/O状态、备份及恢复系统等多种操作）。

6）与外部设备连接支持DeviceNet、ProfiBus、InterBus等多种通用工业总线接口。也可通过标准输入输出接口实现与各种品牌焊接电源、切割电源、PLC等的通讯。Evaluation

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.NET

7）可自由设定起弧、加热、焊接、收弧段的电流、电压、速度、摆动等参数。可自行设置实现双丝焊接的参数控制。

8）提供摆焊设置功能，自由设定摆幅、频率、摆高、摆动角度等参数，可实现偏心摆动等各种复杂摆动轨迹。

9）配合SmarTAC及AWC功能可实现对复杂焊缝的初始定位，及焊接过程中的路径自动修正。Evaluation

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.NET2、ABB工业机器人常用型号（1）IRB

1410

IRB

1410在弧焊、物料搬运和过程应用领域历经考验，自1992年以来的全球安装数量已超过14000台。IRB1410性能卓越、经济效益显著，资金回收周期短。可靠性IRB1410以其坚固可靠的结构而著称，而由此带来的其他优势是噪音水平低、例行维护间隔时间长、使用寿命长。准确性卓越的控制水平和循径精度(+0.05

mm)确保了出色的工作质量。

该机器人工作范围大、到达距离长(最长

1.44

m)。承重能力为

5

kg，上臂可承受18

kg的附加载荷。这在同类机器人中绝无仅有。Evaluation

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.NET快速配备快速精确的IRC5控制器有效缩短了工作周期。1）主要技术参数①到达距离

1.44m②重复定位精度

0.05mm③6轴承重

5Kg④1轴工作范围

±170°⑤1轴负载19Kg(如送丝盘…)⑥3轴负载18Kg(如送丝机…)重量225Kg2）选型注意①无法倒挂使用②不能同时与一个以上外部轴协调Evaluation

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3）主要应用于弧焊、上胶、注塑、包装、机械管理、物料搬运。（2）IRB1600

IRB1600是一种通用的高性能机器人，共有4种版本。由于有效载荷较大，IRB1600机器人在市场上所有同级别机器人中结构最牢固、动力最强劲。除此之外，IRB1600机器人还非常适合在许多应用领域执行灵活性强且极具成本效益的操作任务。

可靠性强——正常运行时间长该机器人集成熟技术和经严格测试的创新技术于一身，具有平均故障间隔时间（MTBF）长、维护要求低、维护时间短等多项优点。速度快——工作循环时间短同类机器人中操作速度最快。Evaluation

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精度高——零件生产质量稳定具有极高的重复定位精度±0.05mm和轨迹精度。

功率大——适用范围广有效载荷选项为5kg或7kg（“无手腕”时可达10kg）。坚固耐用——适合恶劣生产环境IP

67防护等级，可蒸汽清洗，有“铸造专家型”备选。

通用性佳——柔性化集成和生产采用后弯式设计，提供多种安装选项（墙面安装、地面安装、倒置安装或倾斜安装）。Evaluation

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.NET±180°250Kg1）主要技术参数①到达距离 1.2m或1.45m②重复定位精度

0.05mm③6轴承重 5Kg或7Kg④1轴工作范围⑤重量2）选型注意①可倒置、壁挂、倾斜安装。②壁挂安装时1轴动作范围只有±20°。③后仰及下探工作范围大。④有铸造版、清洗版。3）主要应用于弧焊、装配、模铸、注塑、包装、机械管理、物料搬运。Evaluation

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.NET（3）IRB

2400IRB

2400机器人有多种不同版本备选，拥有极高的作业精度，在物料搬运、机械管理和过程应用等方面均有出色表现。IRB2400机器人可提高您的生产效率、缩短生产提前期、加快交货速度。

可靠性强——正常运行时间长

IRB

2400是全球应用最广的工业机器人。该机器人坚固耐用，使用零部件数量降至最少，可靠性强、维护间隔时间长。

速度快——操作周期时间短采用ABB独有的运动控制技术，优化了机器人的加减速性能，使机器人工作循环时间降至最短。

精度高——零件生产质量稳定具有最佳的轨迹精度和重复定位精度（RP=0.06mm）。功率大——适用范围广有效载荷选项为7~20kg，最大到达距离达1.810m。

坚固耐用——适合恶劣生产环境

IP

67防护等级，可蒸汽清洗，备有洁净室型（100级）和“铸造专家型”。Evaluation

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.NET通用性——柔性化集成和生产所有型号均可倒置安装。1）主要技术参数

①根据承重分为3各型号，分别是2400L（5-7kg）、/2400-10（10kg）、/2400-16（16kg）。②到达距离1.8m/1.5m/1.5m③重复定位精度0.06mm④6轴承重7Kg/10Kg/16Kg⑤1轴工作范围±180°⑥1;重量380KgEvaluation

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.NET2）选型注意①有倒置安装专用型号②有铸造版、清洗版等

3）主要应用于弧焊、装配、铸件清洗、切割/去毛刺、模铸、上胶/密封、研磨/抛光、注塑、机械管理、物料搬运、包装等。Evaluation

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.NET（4）IRB4600

IRB4600是市场上速度最快，可到达距离最长，最精确，精简度高，防护等级高的机器人。尖端工作站设计——最优化机器人定位精度，有效使用地面空间因归功于其精密设计，高度灵活的活动架及突出的可到达性。尖端产品——周期短、产出高。尖端表现——高精确度、加工组件质量高。

更灵活的安装方式，更紧凑的工作站，第二代的

QuickMove

&TrueMove，能有效缩短高达20％的生产周期时间。

针对长臂更高的有效载荷落地式、倾斜式、下探式和倒置式，连续的连接设计概念、平稳简洁的底部设计确保突出的工作范围，使用机器人作为最优化定位的工具,缩短周期时间，提高车间地面利用率。主要应用于机加工、物料搬运、弧焊(长臂)、水喷射、激光和超声波切割、分配（密封、涂胶）、加工应用（抛光，去毛刺）等。Evaluation

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.NET(5)

IRB

6640IRB

6640是一款高产能且适合各类应用的机器人产品。

更高有效载荷。有效载荷235

kg，使其适合众多重型工件搬运。IRB6640ID(internal

Dressing)的有效载荷为200

kg，满足点焊应用的最大需求。

提高路径精度。IRB6640配备第二代TrueMove和QuickMove技术。机器人具备更精确的运动，使编程时间更少且工艺效果更好。

安装维修简便。此种机器人有一些新特点，如简化的铲车叉槽和机器人底部空间更大，都使得维修变得更方便。为方便吊装，重量减轻近400kg。选型注意只能落地安装，有铸造版、清洗版等。主要应用于物料搬运、机床管理、点焊等。Evaluation

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(6)型号：IRB

5350，喷涂机器人。结构紧凑、动作精准的IRB

5350开门机器人是汽车内饰喷涂的得力助手，兼容走停式和连续式输送解决方案；配备精心设计的开门夹具，内置搜寻传感器和力反馈传感器，是内饰喷涂区不可或缺的效率“助推器”。

IRB

5350配套紧凑型手臂、底座和导轨系统。可轻松“嵌入”狭小的喷房，专用导轨系统增强喷涂机器人柔性，导轨系统支持落地和壁挂两种安装方式。走停式喷涂线配套的喷涂机器人和开门机器人多为固定安装，可采用固定在喷房地面的三轴IRB5350。连续式喷涂线要求IRB5350随车身移动，可采用配备ABB紧凑型专用导轨的四轴IRB5350，进一步增强喷涂机器人的柔性。Evaluation

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（7）ABB工业机器人也有分拣机器人（并联）、码垛机器人等。Evaluation

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.NET三、KUKA机器人简介

机器人技术之先驱库卡机器人集团公司（KUKA

Robot

Group）是世界领先的工业机器人供应厂家之一。库卡是世界几家顶级为自动化生产行业提供柔性生产系统，机器人，夹具，模具及备件的供应商之一。库卡的客户几乎遍及所有的汽车生产厂家。同时也是欧洲，北美洲，南美洲及亚洲的主要汽车配件及综合市场的主要供应商。库卡可提供全套系列的工业机器人和机器人系统，涵盖了所有负载等级和机器人类型，例如：各种规格的六轴机器人,货盘堆垛机器人,龙门架机器人,净室机器人,不锈钢机器人,耐高温机器人,SCARA机器人或焊接机器人。Evaluation

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.NET1、库卡机器人特点

采用模组化构造，可以简便而迅速地进行改装，以适应其他任务的需要。所有机器人均通过一个高效可靠的微机控制平台进行工作。还提供与应用相关的附加应用程序和建立在控制系统智能化联网基础上的所谓全方位联网技术。库卡公司的产品系列还有以下突出特点：兼容各种技术的系统理念、高安全性、高可靠性、统一外观和质感、一致的操作装置和统一的维护和更新方案。Evaluation

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.NET2、KUKA工业机器人常用型号（1）KUKA机器人手臂KR

60-3。KR

60-3就像是位行为艺家，它形同拳头的工作空间为应用领域提供了节省空间和成本的设备方案。负荷60/45/30千克，加负荷35千克，最大作用范围2033/2230/2429毫米，轴数6，重复精确度<±0.20/0.25/0.25毫米，重量665/671/679千克，安装位置

可变。Evaluation

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.NET(2)KUKA家电制造机器人KR

100-3

comp。由于用途广泛、应用灵活，KR

100-3comp尤其适合加工工业的绝大多数应用领域,无论是汽车配件供应行业还是普通工业领域。负荷100千克,附加负荷100千克最大作用范围2400毫米，轴数6,，重复精确度<±0.15毫米，重量1155千克，安装位置：地面。Evaluation

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（3）焊接机器人

KR

5

arc

HW。真正的气体保护焊接专家KR

5

arc

HW（Hollow

Writst）。具有一些与众不同的功能特征。比如其机座和机械手上有一个

50

mm宽的通孔，可以保护机械臂上的整套保护气体软管的敷设。由此不仅可以避免保护气体软管组件受到机械性损伤，而且可以防止其在机器人改变方向时随意甩动。既可敷设抗扭转软管组件，也可限转动的保护气体软管组件。对用户来说，这不仅意味着提高了构件的可接近性及保证了对整套软管的最佳保护，而且还意味着离线编程也得到了简化。负荷

5千克，附加负荷

12千克，最大作用范围1423毫米，轴数6，重复精确度±0.1毫米，重量

120千克，安装位置：地面、天花板，角度±15°，防护等级

IP

54。Evaluation

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（4）六轴机器人KR

5

sixx

R650。敏捷、可靠且高性能的六轴机器人的作用范围达

650毫米。该款精巧的机器人将高节拍及准确性与经实践检验且操作方便的库卡微机控制系统结合起来。负荷5千克，最大作用范围650毫米，轴数6，复精确度<±0.02毫米，量28千克，安装位置：地面、天花板。制系统KR

C2sr，速度最大8.2米/秒。Evaluation

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（5）堆垛、卸垛机器人KR

50

PA。无论是货盘堆垛还是货盘卸垛，无论是混合货品还是非混合货品，无论是纸箱还是塑料容器-KR

50

PA都能满足它们的作业要求。负荷50千克，附加负荷20千克，最大作用范围1991毫米，轴数2，复精确度<±0.25毫米，量700千克，安装位置：地面。Evaluation

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（6）小型机器人KR

5

sixx

R850。精巧且节省空间的六轴机器人以850毫米的作用范围将高速、精确性与较大的作用范围结合为一体。集成了全球销售最佳且性能最可靠的库卡微机控制平台的所有优点。负荷5千克，最大作用范围850毫米，轴数6，重复精确度<±0.03毫米，重量29千克，安装位置：地面、天花板，控制系统KRC2sr，速度最大7.6米/秒。Evaluation

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.NET四、FANUC机器人简介

日本发那科株式会社，主营工厂自动化设备及机器人，产品范围：CNC系统、伺服电机、机器人、智能注塑机、智能线切割机、智能钻削中心、超精密加工机和激光器。上海发那科机器人有限公司1997年12月成立。面向汽车、汽车零部件、一般产业的中小规模系统，实施从设计到施工的服务。拥有点焊、弧焊、涂胶、冲压、涂装、码垛、搬运等系统工程的销售实绩。Evaluation

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.NET1、FANUC机器人特点

FANUC

i系列机器人超过175种型号。

FANUC自行设计和制造机器人的所有主要部件(机械部件，伺服电机，控制器和软件)。FANUC确保所有部件的质量和高可靠性。月度平均故障率小于0.01。汽车行业自动化专家。Evaluation

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.NET2、FANUC工业机器人常用型号（1）FANUC

Robot

F-200i（并联机器人）。

6轴运动平台式，最大可搬运重量100kg。动作速度：水平方向400mm/sec、垂直方向200mm/sec。重复定位精度±0.1mm。AC伺服马达式驱动，短周期0.28sec(50mm间距)。安装方式：地装、倒吊。Evaluation

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.NET（2）LR

Mate系列（串联机器人）。

人手臂大小的万能迷你智能机器人。最大负重4kg-7kg，可达半径4mm-892mm

应用于拾取及包装、物流搬运、装配、机床上下料、材料加工、弧焊、电焊等。（3）M-1iA/M-2iA/M-3iA系列（并联机器人）

M-1iA有六个型号，应用于拾取及包装、装配、材料加工等。M-2iA有四个型号，应用于拾取及包装、物流搬运、装配、材料加工等。

M-3iA有三个型号，应用于拾取及包装、装配、材料加工等。Evaluation

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.NET（4）M-10iA/M-20iA系列（串联机器人），多功能智能小型机器人。M-10iA和M-20iA各有三个型号，应用于装配、喷涂及涂装、机床上下料、材料加工、码垛、物流搬运、拾取及包装等。Evaluation

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.NET五、安川机器人简介

安川莫托曼机器人有限公司(YASKAWAMOTOMAN

ROBOT

CO.,LTD)是日本株式会社安川电机集团的成员公司之一。总部设在中国香港，中国业务营运中心总部设在上海。专业从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造、安装、调试及销售的中日合资公司。Evaluation

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.NET1、安川机器人特点

依托安川电机全球领先的机器人技术优势和自身强大的系统集成能力，不断进行技术创新，解决生产领域中的难题，把研究成果转化为生产力。同时，为用户提供最佳的解决方案，生产出满足不同用户需要的各种机器人应用系统，广泛应用于弧焊、点焊、涂胶、切割、搬运、码垛、喷漆、科研及教学等领域,其技术水平始终与安川电机保持同步。Evaluation

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.NET2、安川机器人常用型号（1）MOTOMAN-MH6，是在弧焊领域用得最广的机器人之一，也是最适合弧焊的机器人机型。其电缆内置于机械臂内和底座内，从而节省空间，密度配置，能有效避免夹具与工件的干涉。动作速度快，最大限制的缩短焊接循环时间，在靠近焊接部分次数多，机器人移动距离长的工程中，能发挥很大的功效，从而提高生产力。为6轴机器人，放置方式既可以地装也可以壁挂和吊装。其相关参数为：末端载荷为

6Kg，最大到达距离为

1434mm，重复地位精度达到±0.08mm。电源容量1.5kVA。Evaluation

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.NET（2）MOTOMAN-MA1400，安川YASKAWA-6轴垂直多关节机器人。应用领域：弧焊、搬运等。负载：3kg，到达距离：1434mm。

（3）MOTOMAN-VS，最适合点焊的机器人同时也能用在搬运等其他领域。

（4）MOTOMAN-PX系列喷涂机器人，用于汽车产业和一般工业生产。Evaluation

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.NET六、川崎机器人简介

Kawasaki

robot隶属于川崎重工。川崎重工（KawasakiHeavyIndustry简称KHI）的机器人开始于60年代，渐渐发展成具有全系列产品的机器人公司（或称机器人事业部），应用覆盖装配、搬运、码垛、焊接、点焊、涂胶、喷涂等各领域。

川崎机器人系列多，包括R系列（中小型通用机械手）、Z系列（大型通用机械手）、M系列（超大型通用机械手）、K系列（防爆规格涂装用机械手）、NT/NX系列（净化室机械手）、Y系列（平行机械手）、FD/ZD/MD系列（码垛机器人）、F系列（通用中小型机器人）、FC系列（洁净室规格）、FA系列（电弧焊用机器人）、FW系列（用于清洗）等。控制器规格包括E系列和D系列。Evaluation

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.NET七、HYUNDAI韩国现代机器人简介

2003年11月，韩国现代重工业株式会社与北京京城机电控股有限公司携手合作增资成立了机器人部，开展与北京现代汽车的合作，机器人销量增长迅猛。2005年，北京现代汽车一工厂30万台工程项目完成，拥有390台现代机器人。2008年初，北京现代汽车二工厂投入生产，拥有290台现代机器人。之后现代京城机器人部以每年约20%的增长率稳步发展。2011年从现代京城分离出来，并入到现代重工（中国）投资有限公司北京分公司。Evaluation

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.NET

汽车用工业机器人是现代重工采用最新科技的主力产品，并开发了独有机型，现在有20多种在售机型，负载能力从6KG到500KG之间的所有产品。最新研发的机器人动作范围进一步增加，而动作更灵活速度也更快。在弧焊、点焊、搬运、密封、码垛、冲压自动化、打磨、自动上下料等应用领域的机器人，目前已售往中国、印度、斯克法尼亚、俄罗斯、伊朗等国家。Evaluation

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现代机器人的Robot

Teaching

Program是按照离线程序开发的新技术，该技术通过三维虚拟环境测试，可以事先发现实际运行中有可能发生的问题，其技术被试用于北京现代汽车的机器人系统上，并把试运转时间缩短了30%以上。

通用型机器人HA006，应用于电弧焊、上下料、机加工、搬运、检查、包装、密封、打磨，去毛刺等。特点是高速度、高精度、超大工作范围、高可靠性和灵活性。

点焊专用机器人HS200、HS165、HS150L、HH130L等型号。Evaluation

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.NET八、新松机器人简介

新松公司隶属中国科学院，是一家以机器人独有技术为核心，致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业。公司的机器人产品线涵盖工业机器人、洁净（真空）机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列，其中工业机器人产品填补多项国内空白,创造了中国机器人产业发展史上88项第一的突破；洁净（真空）机器人多次打破国外技术垄断与封锁，大量替代进口;移动机器人产品综合竞争优势在国际上处于领先水平，被美国通用等众多国际知名企业列为重点采购目标；特种机器人在国防重点领域得到批量应用。在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。公司以近300亿的市值成为沈阳最大的企业，是国际上机器人产品线最全厂商之一，也是国内机器人产业的领导企业。Evaluation

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.NET

SRB360/500A系列机型作为重载级的机器人提供了非常大的作业空间。采用钢性的手臂设计，提升了手臂负载能力，扩大了适用范围。水平搬运能力重达500kg，作用半径长达约

2525

mm。

SR6/10C系列机型采用轻量式手臂设计，机器手臂稳重、牢靠。机械结构紧凑，机器人简洁、灵活、轻盈，创造一种新视觉感受，同时还具备极高的精确度，重复定位精度±0.06mm，性能稳定可靠，大幅优化占用空间，短期内即可收益，满足柔性化生产。防护等级IP65，可以毫无问题地应对恶劣的外部生产条件。该系列专为焊接、搬运、装配等低负载、高精度、高速度应用领域打造，特别适用于高度重复性的应用场合，选配的弧焊应用包可迎合您的各种焊接工艺要求。Evaluation

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.NET 任务要求：通过对现场（或视频）焊接机器人系统的分析，熟悉焊接机器人的组成和选型；通过焊接示教以及程序调用，熟悉焊接语句及编程。Evaluation

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withSpire.Presentation项目实践任务for一.NET

焊接机器人系统的组成和编程

焊接机器人系统一般由如下几部分组成：机械手、变位机、控制器、焊接系统（专用焊接电源、焊枪或焊钳等）、焊接传感器、中央控制计算机和相应的安全设备等。典型的焊接机器人组成如图5-1所示。Evaluation

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withSpire.Presentation一、通过现场f或or.视NET

频认识焊接机器人系统的组成。图5-1焊接机器人系统的组成Evaluation

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不同的焊接要求可以有不同的结构设计，鉴于机器人的工作环境的要求，常见的有以下三种方案。Evaluation

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.NET1、导轨式焊接机器人

通过多副齿轮导轨控制焊机移动达到焊接的目的，导轨可根据生产需求跟空间要求安装齿轮导轨。机器人焊接机可以在导轨上上、下、左、右、前、后运动。优点具有结构简单，安装方便。缺点是占用空间位置，焊接位置具有局限性。Evaluation

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.NET2、关节式焊接机器人

人之所以能活动自如就因为人身上有许许多多的关节。一个人的腰部以上包括腰部到手指几乎能触及到以手臂为半径的球体范围。所以将机械结构设计成人体的上半身的机械臂结构将有助于实际焊接轨迹的应用。此机器人为关节式结构，机器人主体的关节结构由腰部、大臂、小臂、腕部等几个部分组成。关节式机器人具有活动灵活，焊接位置相对比较广，定点比较准确。可操作性比较强。选用关节式焊接机器人的为多数。Evaluation

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.NET3、极坐标焊接机器人

手臂有两个回转关节和一个棱柱关节，其轴线按极坐标配置，运动学模型较复杂，占用空间较小，操作范围大且灵活。Evaluation

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.NET二、熟悉焊接机器人专用技术指标

1、可以适用的焊接或切割方法。这对弧焊机器人尤为重要。这实质上反映了机器人控制和驱动系统抗干扰的能力。现在一般弧焊机器人只采用熔化极气体保护焊方法，因为这些焊接方法不需采用高频引弧起焊，机器人控制和驱动系统没有特殊的抗干扰措施，能采用钨极氩弧焊的弧焊机器人是近几年的新产品，它有一套特殊的抗干扰措施。这一点在选用机器人时要加以注意。Evaluation

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.NET

2、摆动功能。这对弧焊机器人甚为重要，它关系到弧焊机器人的工艺性能。现在弧

焊机器人的摆动功能差别很大，有的机器

人只有固定的几种摆动方式，有的机器人

只能在x-y平面内任意设定摆动方式和参数，最佳的选择是能在空间(x-y，z)范围内任意设定摆动方式和参数。Evaluation

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3、焊接焊点示教功能。这是一种在焊接示教时十分有用的功能，即在焊接示教时，先示教焊缝上某一点的位置，然后调整其焊枪或焊钳姿态，在调整姿态时，原示教点的位置完全不变。实际是机器人能自动补偿由于调整姿态所引起的焊点位置的变化，确保焊点坐标，以方便示教操作者。Evaluation

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.NET

4、焊接工艺故障自检和自处理功能这是指常见的焊接工艺故障，如弧焊的粘丝、断丝、点焊的粘电极等，这些故障发生后，如不及时采取措施，则会发生损坏机器人或报废工件等大事故。因此，机器人必须具有检出这类故障并实时自动停车报警的功能；Evaluation

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.NET

5、引弧和收弧功能为确保焊接质量，需要改变参数。在机器人焊接中，在示教时应能设定和修改，这是弧焊机器人必不可少的功能。Evaluation

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.NET机器人选型（以ABB焊接机器人系统为例），查询对比各种焊接机器人性能，根据焊接工作工艺要求，经市场分析和经济分析选择机器人品牌和型号。Evaluation

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withSpire.Presentation三、焊接机器f人or.选NET

型，确定焊接机器人系统设备1、机器人选择—IRB

1410

·平均无故障工作时间>80000小时，运行稳定可靠；

·结构合理，电机功率小，比其他品牌能耗低30%以上；·模块化结构，维护、检修方便快捷；Evaluation

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.NET图5-2焊接机器人系统控制部分Evaluation

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.NET·动态自优化运动控制技术令各轴总是以最大加速度运行，运行速度提高

25%；

·6轴智能防碰撞技术将碰撞力减小到

30%，且可快速恢复；·7.5英寸全彩触摸屏式示教器，操作方便快捷；·1410型工作半径

1440mm，重复定位精度±0.05mm；

·供货商为

ABB全球最佳合作伙伴，得到

ABB公司最有力的技术支持。Evaluation

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.NET

2、焊机选择—日本松下全数字焊机YM-500GR3

·全数字控制，提供从起弧到收弧全过程的精确控制。·输出电流60—500A。·最佳性价比的选择。Evaluation

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.NET3、焊枪——德国TBi焊枪

枪体外套管是由一整块特质高钢性不锈钢加工而成，非常强壮，同时和内层枪管之间留有足够空间，即使发生碰撞也不用重新校枪和调整机器人TCP点，这样就节约了大量的机器人维护时间。Evaluation

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4、清枪器——德国WHC-R5C清枪机构机器人焊接自动清枪器

焊枪喷嘴外表面及内部的自动清枪装置,WHC-R5C清枪机构机器人焊接自动清枪器能够精确和高效地为几乎所有焊接机器人清枪。集喷防飞溅剂和剪焊丝功能一体，外形尺寸小，重量轻，清枪效果佳，防溅液可以减少焊渣的附着，保护焊枪，改善焊接质量；密封的喷头和残余脏油接油盘，不会污染环境；夹持和剪切动作结合，保证了精确剪丝，起弧性能最佳；结构坚固，持久耐用，易于保养；加紧喷嘴后，清枪与防飞溅剂喷射两个动作，均在同一个位置上完成。Evaluation

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.NET图5-3清枪机构Evaluation

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.NET

5、焊接夹具为气动夹具，在保证强度的前提下设计为快速装卸的方式，且减少对焊接位置的焊接夹具的设计力求模块化和标准化，遮挡。确保各单元相对位置的稳定性。采用一体式底座，考虑到工作站的扩展能力，夹具模块与变位机的法兰之间，安装底座与底板之间采用螺栓紧固，定位销定位。使之在夹具调换过程中保证整个系统的准确定位。上海ABB工程有限公司的专利牛眼技术，能够帮助用户完成全自动工具中心点校准，确保焊接机器人工位的最高利用率、最高焊接质量和最高生产效率。通过预先编制的校准程序，可以在焊接过程中完成全自动工具中心点校准，停机时间几乎为零。Evaluation

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.NET图5-4机器人和焊接电源通讯控制方式Evaluation

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.NET四、熟悉机器人和焊接电源通讯控制方式

ABB机器人如何控制焊接电源？ABB机器人通常通过模拟量

AO和数字量IO来控制焊接电源。通常选择D651板(8输出,8输入,2模拟量输出（0~10V）)。

模拟量1：AoWeldingCurrent

(Ao):地址0~15控制焊接电流或者送丝速度。AoWeldingVoltage

(Ao):地址16~31控制焊接电源。doWeldOn(数字输出):地址32起弧控制。doGasOn(数字输出):地址33送气控制。doFeed(数字输出):地址34点动送丝控制。diArcEst(数字输入):地址0起弧建立信号（焊机通知机器人）。Evaluation

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.NET

注意:对于松下焊接，ＡＢＢ机器人没有开发专用的接口软件，因此必须选择StandardIOWelder这个选项来控制日系焊机；

对于像Fronius，ESAB，Kemppi

（正在

开发），Miller等焊接电源，ABB都有相应的标准接口软件。Evaluation

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.NET本系统以标准IO来控制松下焊接电源为实例。图5-5

ABB控制松下焊机的基本电路图Evaluation

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.NET五、熟悉ABB焊接系统的配置组成和特点ABB机器人通过

Arcware来控制焊接的整个过程，它包括：

1、在焊接过程中实时监控焊接的过程，检测焊接是否正常；

2、当错误发生时,Arcware会自动将错误代码和处理方式显示在机器人示教器上；

3、客户只需要对焊接系统进行基本的配置即可以完成对焊机的控制；

4、焊接系统高级功能：激光跟踪系统的控制和电弧跟踪系统的控制；5、其它功能：生产管理和清枪控制、接触传感控制等。Evaluation

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.NET六、熟悉焊接语句及编程1、直线运动ArcL

p1,

v100,

seam1,weld1\Weave:=weave1,z10,

tool1;各项参数含义如图5-6所示。图5-6弧焊直线运动语句Evaluation

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.NET2、圆弧运动

ArcC

p1,p2,

v100,seam1,weld1\Weave:=weave1,z10,

tool1;各项参数含义如图5-7所示。Evaluation

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.NET图5-7弧焊圆弧运动语句Evaluation

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.NET图5-6弧焊编程举例Evaluation

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.NET3、程序举例MoveJ

…………

ArcLStart

p1,v100,

seam1,weld1,weave1,fine,

tweldgun;

ArcLEnd

p2,

v100,

seam1,weld1,weave1,fine,tweldgun;MoveJ…………Evaluation

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.NET

（1）任何焊接程序都必须以

ArcLStart或者

ArcCStart开始,通常我们运用ArcLStart作为起始语句;

（2）任何焊接过程都必须以

ArcLEnd或者

ArcCEnd结束；（3）焊接中间点用ArcL语句

（4）焊接过程中不同语句可以使用不同的焊接参数(seamdata和weld

data)Evaluation

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ArcLStartp1,V100,seam1,weld1\weave:=weave1,fine,

tweldgun;

ArcL

*,

v100,seam2,weld2\weave:=weave2,

Z10,

tweldgun;

ArcL

*,v100,

seam3,weld3\weave:=weave3,

Z10,

tweldgun

ArcLEnd

p2,

v100,seam1,weld1\weave:=weave1,fine,tweldgun;Evaluation

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.NET4、参数设置

（1）Seam

data

（起弧收弧参数的基本配置），如图5-7所示。图5-7起弧收弧参数的基本配置Evaluation

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.NET接参数），如图5-8所示。图5-8焊接参数设置Evaluation

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withSpire.Presentation（2）Weld

datafor（.NE焊T摆动参数），如图5-9所示。图5-9摆动参数设置Evaluation

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withSpire.Presentation（3）Weave

daftora.NE（T1）Weave

shape

（摆动的形状）•0no

weaving表示没有摆动•1zigzag

weaving表示Z字型摆动•2V-shaped

weaving表示V字型摆动•3Triangular

weaving表示三角形摆动Evaluation

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withSpire.PresentationWeave

data

Cfoor.mNEpT

onents（摆动参数的主要成分）说明如下：2）Weave

type

（摆动模式）•0表示机器人的6根轴都参与摆动•1表示5轴和6轴参数摆动•2表示1，2，3轴参与摆动•3表示4，5，6轴参与摆动Evaluation

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.NET

3）Weave

length：表示一个摆动周期机器人的工具坐标向前移动的距离。4）Weave

Width：表示摆动宽度。

5）Weave

height：表示摆动的高度，只有在三角摆动和V字摆动时此参数才有效。

6）dwell_left：表示摆动过程中在摆动左边时运动的距离。

7）dwell_right：摆动过程中在摆动左边时运动的距离。Evaluation

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.NET

8）dwell_center：摆动过程中在摆动中间时运动的距离。

9）weave_dir：摆动倾斜的角度，焊缝的X方向。

10）weave_tilt：摆动倾斜的角度，焊缝的

Y方向。

11）weave_ori：摆动倾斜的角度，焊缝的

Z方向。12）weave_bias：摆动中心偏移。Evaluation

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.NET任务二喷涂机器人系统的组成和编程 任务要求：通过对现场（或视频）喷涂机器人系统的分析，熟悉喷涂机器人的组成和选型；通过喷涂程序调用和分析，熟悉离线喷涂编程方法。一、通过现场或视频认识喷涂机器人系统的组成和特点。

喷涂机器人又叫喷漆机器人，是可进行自动喷漆或喷涂

其他涂料的工业机器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集团）发明。喷漆机器人主要由机器人本体、计算

机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。1、喷涂机器人组成喷涂机器人系统除机器人本体外，还需吹扫装置，如图5-10所示。图5-10喷涂机器人系统组成2、喷涂机器人的特点（1）柔性大。1）工作范围大，审计可能性大。2）可实现内表面及外表面的喷涂。

3）可实现多种车型的混线生产，如轿车、旅行车、皮卡车等车身混线生产。（2）提高喷涂质量和材料使用率。

1）仿形喷涂轨迹精确，提高涂膜的均匀性等外观喷涂质量。

2）降低过喷涂量和清洗溶剂的用量，提高材料利用率。（3）易操作和维护。1）可离线编程，大大缩短现场调试时间。

2）可插件结构和模块化设计，可实现快速安装和更换元器件，极大的缩短维修时间。

3）所有部件的维护可接近性好，便于维护保养。（4）设备利用率高。

往复式自动喷涂机利用率一般仅为40%-60%，喷涂机器人的利用率可达90%-95%。二、熟悉喷涂机器人选型因素

1、机器人的工作轨迹范围。在选择机器人时需保证机器人的工作轨迹范围必须能够完全覆盖所需施工的工件的相关表面或内腔。

2、机器人的重复精度。对于喷漆机器人，重复的精度要求可低一些，0.5mm即可。

3、机器人的运动速度及加速度。机器人的最大运动速度或最大加速度越大，则意味着机器人在空行程所需的时间越短，则在一定节拍内机器人的绝对施工时间越长，可提高机器人的使用率。所以机器人的最大运动速度及加速度也是一项重要的技术指标。但需注意的问题是，在喷涂过程中，喷涂工具的运动速度与喷涂工具的特性及材料等因素直接相关，需要根据工艺要求设定。此外，由于机器人的技术指标与其价格直接相关，因而根据工艺要求选择性价比高的机器人。

4、机器人手臂可承受的最大荷载。对于不同的喷涂场合，喷涂（涂胶或喷漆）过程中配置的喷具不同，则要求机器人手臂的最大承载载荷也不同。三、熟悉喷漆机器人相关术语1、涂装效率、涂着效率和涂装有效率

涂装效率是喷涂作业效率，包含单位时间的喷涂面积、涂

料和喷涂面积的有效利用率。涂着效率是喷涂过程中涂着

在被涂物上的涂料量与实际喷出涂料总量之比值，或被涂

物面上的实测厚膜与由喷出涂料量计算的涂膜厚度之比，

也就是涂料的传输效率（transfer

efficency简称TE）或涂料利用率。涂装有效率是指实际喷涂被涂物的表面积与喷

枪运行的覆盖面积之比；为使被涂物的边断部位的涂膜完

整，一般喷枪运行的覆盖面积应大于被涂物的面积。2、喷涂轨迹

喷涂轨迹指在喷涂过程中喷枪运行的顺序和行程，采用喷涂机器人可模仿熟练喷漆工的喷涂轨迹。3、旋杯转速

旋杯转速是对高转速旋杯雾化细度影响最大的因素。当其他工艺参数不变时，旋杯的转速越大，涂料滴的直径越小。在稍低速范围内，转速对雾化细度的影响比在高速范围内明显地增大。旋杯转速会对膜厚有影响。当转速过低会导致涂膜粗糙；而雾化过细会导致漆雾损失（引起过喷），使涂膜厚度有波动；同事当雾化超细时，则对喷漆室内任何气流均十分敏感。旋杯的过高转速除引起过喷外，还会导致透平轴承的过量磨损，增加清晰用压缩空气的消耗和降低涂膜所含溶剂量。最佳的旋杯转速可按所用涂