工业机器人工作站系统组建课件 8.1点焊设备安装与初始化设置

工业机器人码垛工作站系统组建任务一：点焊设备安装与初始化设置CONTENTS目录任务描述1234学习目标知识准备任务实施01任务描述任务描述针对型号为FANUCR-2000iC系列点焊机器人，在了解点焊原理及工作站硬件结构基础上，完成点焊设备硬件接线及伺服枪轴初始化安装、坐标系设置及伺服枪零位设置、焊枪关闭方向设置、焊枪轴限位设置、焊枪自动调节、压力标定及工件厚度标定。学习目标02学习目标1.能完成伺服枪轴初始化安装2.学会伺服枪坐标系及其他基本设定知识准备03知识准备电阻点焊，其英文缩写名为“RSW”，简称点焊，是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热融化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。

焊点的形成过程知识准备按照对工件焊点的通电方向，点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类，双面点焊电极位于工件的两侧，电流通过工件的两侧形成焊点，是点焊机器人通常所采用的焊接方法。单面点焊两电极位于工件的一侧，用于电极难以从工件两侧接近工件，或工件一侧要求压痕较浅的场合。电阻点焊的热源是电阻热，符合焦耳定律。其焊接电流、两电极之间的电阻及通电时间是决定点焊的发热量（内部热源）三大因素，但其中热量的大部分是用来形成点焊的焊点，形成一定焊点所需的电流与通电时间有关。知识准备点焊电极是保证点焊质量的重要零件，点焊电极由四部分组成：端部、主体、尾部和冷却水孔。其主要功能有：

1）向工件传导电流；

2）向工件传递压力；

3）迅速导散焊接区的热量。常用的点焊电极主要有5种，分别为标准直电极、弯电极、帽式电极、螺纹电极以及复合电极点焊的四大规范参数是焊接电流、通电时间、电极压力、电极形状（尺寸）。点焊可能出现的工艺缺陷主要包含虚焊、边缘焊点、焊点扭曲、压痕过深、焊接裂纹、焊点位置偏差、烧穿、漏焊、焊点毛刺、焊点间距以及多余焊点知识准备典型的点焊机器人系统主要由（1）机器人本体（R-2000IC/165F）（2）气动点焊钳（3）电极修磨机（4）手首部集合电缆（5）焊钳（气动）控制电缆（6）气/水管路组合体（7）焊钳冷水管（8）焊钳回水管（9）点焊控制箱冷水管（10）冷水机（11）点焊控制箱（12）焊钳供电电缆（13）机器人控制柜（R-30IB）（14）机器人供电电缆（15）机器人供电电缆（16）机器人控制电缆（17）焊钳进气管（18）机器人示教盒（19）冷却水流量开关（20）电源提供）组成知识准备焊接控制器主要具备以下功能：1）点焊过程时序控制；2）焊接电流波形的调制；3）同时存储多套焊接参数；4）自动进行电极磨损后的阶梯电流补偿、记录焊点数并预报电极寿命；5）故障自诊断；6）与机器人控制器及示教盒的通信联系，提供单加压和机器人示教功能；7）断电保护功能。知识准备点焊钳按用途分类可以分为X型和C型，按照驱动方式可以分为气动和伺服C型焊钳X型焊钳点焊指令将基于焊枪建立的工具（TOOL）坐标系，当焊枪安装在机器人上时，工具坐标系示教步骤如下：1)将固定极的前端作为工具坐标系的原点；2)使固定极的关闭方向（纵向）与工具坐标系X、Y、Z的其中一个方向平行。知识准备在添加外部轴过程中，需要追加以下硬件：光纤、伺服放大器、连接电缆、伺服电机、抱闸单元，电池单元。光纤作为信息传输的介质，由纤芯和包层组成，由于光纤质地脆,易断裂，所以在使用过程中要加以注意，可以弯曲，但禁止折弯。光纤知识准备FANUC伺服放大器αiSV40单轴放大器电机驱动电流为40安培αiSV40/80双轴放大器第一轴驱动电流L为40安培第二轴驱动电流M为80安培αiSV20/20/40三轴放大器第一轴驱动电流L为20安培第二轴驱动电流M为20安培第三轴驱动电流N为40安培知识准备接电缆由伺服电机电源线、编码器线和抱闸线组成,电缆的长度有7米，14米，20米，30米四种规格。伺服电机的选型需要根据用户的负载大小进行力学计算。常用的伺服电机αiF系列，αiS系列，按轴承类型来分有斜齿，直齿和带键直齿三种类型。抱闸是当运转时遇到急停或者断电时，外部轴需要安全保护和精确定位等等，就需要给电机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转，抱闸单元就是给外部电机提供抱闸功能的一个模块。每个抱闸单元上面有两个抱闸号，每一个抱闸号有两个抱闸口，每一个抱闸口可以控制一个电机。电池单元是给外部轴编码器供电的一种装置，电池电压为6V。标准的变位机（电机与减速机一体，机械装置里已包括该装置）不需要该装置。任务实施04任务实施操作说明示意图在示教器上同时【Prev】和【Next】键进入ControlledMenu界面，选择数字3,进入控制启动。伺服枪轴初始化安装任务实施操作说明示意图在控制启动界面中，依次单击如下按键：【菜单】-【维修】进入RobotSetup界面，移动光标至第2项：“ServoGunAxes”处，按【MANUAL】，进入光缆选择页面。任务实施操作说明示意图输入1（小贴士：机器人及外部轴之和小于16选择编号1），按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图输入7（即伺服枪轴为第7根轴），按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图输入2（添加伺服枪轴），按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图在伺服枪设定方法界面中，输入1（部分参数设定），按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图在电机选择页面中，根据所使用的伺服马达和附加轴伺服放大器的铭牌进行选择。列表中标示出作为伺服焊枪用的电机支持的电机ID，从列表中选择所用电机的编号，由于列表中没有使用的电机编号，此处输入数字0，按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图在电机尺寸选择页面中，输入数字62，按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图在最大转速页面中，输入数字11，按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图在放大器最大电流页面中，输入数字7，按【ENTER】键确认。任务实施操作说明示意图在放大器编号输入页面，输入数字2，按【ENTER】键确认。（机器人本身的6轴伺服放大器为1，跟其相连接的附加轴伺服放大器为2，如此类推。）。任务实施操作说明示意图在抱闸设置页面，输入数字1，按【ENTER】键确认。（【数字键】输入伺服枪轴的抱闸单元号码（此号码表示了伺服枪的马达抱闸线连接位置：无抱闸输入0；与6轴伺服放大器相连选1；若用单独的抱闸单元-连接至抱闸单元中的C口选2；D口选3））任务实施操作说明示意图在在伺服枪超时设定页面中，输入数字2，按【ENTER】键确认。（Enable指的是在一定时间内轴没有移动的情况下，电机的抱闸自动启用，赋予动作指令时，解除抱闸，大约需要250ms。在需要时刻支撑负载而电机有可能发热的情况下，应设为有效。Disable指的是希望尽量缩短循环时间的情况下，设置为无效。）。任务实施操作说明示意图完成前序步骤设定后，输入数字4，按【ENTER】键确认，退出初始化设定（若设置错误了，可选择1进行修改）。任务实施操作说明示意图接下来进行装置类型设置，依次单击如下按键：【菜单】-【0下页】-【4伺服枪设置】-【ENTER】。任务实施操作说明示意图检查画面中第2项EquipType处是否是【ServoGun】，若不是把光标移到此处，按【F4CHOICE】，选择【ServoGun】。任务实施操作说明示意图完成以上步骤后，机器需要冷启动，依次按下按【Fctn】-【冷启动)】-【ENTER】退出到一般界面即可。任务实施小贴士：在伺服轴添加完成后，会出现SRVO-063、SRVO-075报警，由于伺服需要与控制器进行脉冲匹配，所以需要对这两个报警进行消除。消除报警分为两个步骤：步骤1：消除SRVO-063报警进入【菜单】—【下页】—【系统】——【焊枪标定】界面，按F3(BZAL)脉冲编码复位。复位完成后重启机器，SRVO-068报警即可解除。步骤2：在SRVO-063报警消除后，焊枪开关行程内点动伺服枪轴，之后按reset键即可消除该报警。任务实施操作说明示意图在示教器页面中，依次按下按:【菜单】-【下页】-【系统】-【焊枪标定】进入零点位置标定。2.焊枪零位设置任务实施操作说明示意图按【SHIFT】+【COORD】键，将当前的运动组（Group）号码改为2，然后将当前示教坐标系设置为JOINT（关节）坐标。任务实施操作说明示意图按【SHIFT】+【+X】或【-X】键，将焊枪关闭至动极和固定极之间一张纸厚度的距离。任务实施操作说明示意图依次按下:【F4标定】-【F4是】，完成零点标定。任务实施操作说明示意图在示教器页面中，依次按下按：【菜单】-【实用工具】-【类型】-【焊枪设置】，进入焊枪设置页面。3.焊枪关闭方向设置任务实施操作说明示意图选择“1.设置焊枪运动方向”，按【ENTER】进入，按住【SHIFT】+【+X】看伺服枪轴是关闭还是打开：若关闭，则将光标放在中的第2项处，然后按【F5关】；若打开，则按【F4开】。任务实施操作说明示意图按F3完成，退出到上一个界面，焊枪运动方向设置完成。任务实施操作说明示意图在示教器页面中，依次按下按：【菜单】-【实用工具】-【类型】-【焊枪设置】，进入焊枪设置页面，光标选择设置焊枪规格，按【ENTER】，选择【是】，按【ENTER】。4.焊枪轴限位设置任务实施操作说明示意图光标移至选项选择【是】，按【ENTER】。。任务实施操作说明示意图按【SHIFT】+【+X】或【-X】将伺服枪关闭，然后在页面中中，按【F4已关】；将光标移动至页面中的第2项上，用输入10；在第3项中输入开枪的极限距离（140）；在第4项中输入关枪的极限距离（18）。完成后按【F4完成】退出设置，页面中显示该项目已标定完成（数据由伺服枪厂商提供）。任务实施操作说明示意图将模式开关打到T2模式，在页面中中选择“3.自动调整”，按SHIFT】+【F3执行】，进入。5.焊枪自动调节任务实施操作说明示意图继续按住【SHIFT】和【DEADMAN】按钮，机器人将进行焊枪参数的自动调整。任务实施操作说明示意图自动调整完成后，页面中的“3.自动调整”变为“完成”。重启机器人，设置生效。任务实施6.压力标定注意：1.完成此步骤需要两人配合，一人将已经正确校正好的压力计放在焊枪固定极上，另外一人通过TP操作打点。2.机器人的模式开关应该置于T2模式，并且示教速度为100%。任务实施操作说明示意图在示教器页面中，依次按下按：【菜单】-【设置】-【伺服焊枪】，进入伺服焊枪设置页面。任务实施操作说明示意图将光标移动至“2.一般设置”项后面的<*详细*>上，按【ENTER】键进入，将光标移动至“压力调整：未完成<*详细*>”，按【ENTER】键；按【F4是】；再按【F4是】，进型压力调整。任务实施操作说明示意图在页面中，输入加压时间（2s）、压力计厚度（13mm）、压入深度（17.5mm）、焊枪打开量（100mm），的“扭矩%)”、速度mm/sec)”两项中输入扭矩和加压速度，按【SHIFT】+【F3加压】。任务实施操作说明示意图完成后按【F4完成】完成压力的标定。再按【F2结束】退出页面，完成压力标定。小贴士：加压完毕，从压力计上读取测得的压力值，输入到相应的压力(kgf)项上。最多可取10个点的压力值，最少可取2个。其中，1kg