Viga de caja de acero (soldadura robótica)

Estructura de la composición

    El robot de soldadura incluye principalmente robots y equipos de soldadura. El robot está compuesto por el cuerpo del robot y el armario de control (hardware y software).        El equipo de soldadura, como la soldadura por arco y la soldadura por puntos, se compone de fuente de alimentación de soldadura (incluido su sistema de control), alimentador de alambre (soldadura por arco), pistola de soldadura (abrazadera), etc. El robot inteligente también dispondrá de un sistema de detección, como un sensor láser o de cámara y su dispositivo de control.

    Los robots de soldadura producidos en todo el mundo son básicamente robots conjuntos, la mayoría de los cuales tienen seis ejes. Entre ellos, los ejes 1, 2 y 3 pueden enviar la herramienta final a diferentes posiciones espaciales, mientras que los ejes 4, 5 y 6 pueden cumplir con los diferentes requisitos de la postura de la herramienta. La estructura mecánica del cuerpo del robot de soldadura tiene principalmente dos formas: una es una estructura de paralelogramo y la otra es una estructura lateral (inclinable). La principal ventaja de la estructura montada lateralmente (inclinación) es que los brazos superior e inferior tienen un gran rango de movimiento, por lo que el espacio de trabajo del robot casi puede alcanzar una esfera. Por lo tanto, el robot se puede colgar boca abajo en el bastidor para ahorrar espacio en el piso y facilitar el flujo de objetos en el suelo. Sin embargo, los ejes 2 y 3 de este robot montado lateralmente son estructuras en voladizo, lo que reduce la rigidez del robot. Generalmente es adecuado para robots con cargas pequeñas, como soldadura por arco, corte o pulverización. La parte superior del brazo de un robot de paralelogramo es accionada por una varilla de tracción. La varilla de tracción y la parte inferior del brazo forman dos lados de un paralelogramo. De ahí el nombre. El robot paralelogramo desarrollado temprano tiene un pequeño espacio de trabajo (limitado a la parte frontal del robot), que es difícil de trabajar al revés. Sin embargo, el nuevo tipo de robot paralelogramo (robot paralelo) desarrollado desde finales de la década de 1980 ha sido capaz de expandir el espacio de trabajo a la parte superior, posterior e inferior del robot, sin el problema de rigidez del robot de medición, por lo que ha recibido una atención generalizada. Esta estructura es adecuada tanto para robots ligeros como pesados. En los últimos años, los robots utilizados para la soldadura por puntos (con una carga de 100 ~ 150 kg) utilizan principalmente la estructura de paralelogramo.

     Cada eje de los dos robots anteriores está en movimiento rotatorio, por lo que el servomotor es accionado por un reductor de molinete cicloidal (RV) (eje 1 ~ 3) y un reductor armónico (eje 1 ~ 6). Antes de mediados de la década de 1980, los servomotores de CC se utilizaban para robots accionados eléctricamente. Desde finales de la década de 1980, los países han cambiado sucesivamente a servomotores de CA. Debido a que el motor de CA no tiene escobillas de carbón y buenas características dinámicas, el nuevo robot no solo tiene una baja tasa de accidentes, sino que también tiene un gran aumento en el tiempo libre de mantenimiento y una aceleración rápida (desaceleración). Para algunos robots ligeros nuevos con una carga de menos de 16 KG, la velocidad máxima de movimiento del punto central de la herramienta (TCP) puede alcanzar más de 3 m / s, con un posicionamiento preciso y una pequeña vibración. Al mismo tiempo, el gabinete de control del robot también utiliza una microcomputadora de 32 bits y un nuevo algoritmo, por lo que tiene la función de autooptimizar el camino, y la pista de atletismo está más cerca de la pista de enseñanza.

Característica

     La soldadura por puntos no requiere robots de soldadura muy altos. Debido a que la soldadura por puntos solo necesita control de posición puntual, no existe un requisito estricto en la pista de movimiento de las pinzas de soldadura entre puntos, que también es la razón por la cual los robots solo se pueden usar para soldadura por puntos lo antes posible. El robot para soldadura por puntos no solo debe tener suficiente capacidad de carga, sino que también debe tener una velocidad rápida, una acción estable y un posicionamiento preciso al cambiar entre puntos, a fin de reducir el tiempo de turno y mejorar la eficiencia del trabajo. La capacidad de carga del robot de soldadura por puntos depende del tipo de pinzas de soldadura utilizadas. Para las pinzas de soldadura separadas del transformador, un robot con una carga de 30 ~ 45 kg es suficiente. Sin embargo, por un lado, debido al largo cable secundario y la gran pérdida de potencia, no es propicio para el robot extender las pinzas de soldadura en la pieza de trabajo para la soldadura; Por otro lado, el cable se balancea continuamente con el movimiento del robot, y el cable se daña rápidamente. Por lo tanto, en la actualidad, el uso de pinzas de soldadura integradas está aumentando gradualmente. La masa de estas pinzas de soldadura junto con el transformador es de aproximadamente 70 kg. Teniendo en cuenta que el robot debe tener suficiente capacidad de carga y poder enviar las pinzas de soldadura a la posición espacial para soldar con una gran aceleración, generalmente se selecciona el robot pesado con una carga de 100 ~ 150 kg. Para cumplir con los requisitos de corta distancia y desplazamiento rápido de pinzas de soldadura durante la soldadura por puntos continuos. El nuevo robot de servicio pesado tiene la función de completar un desplazamiento de 50 mm dentro de 0.3s. Esto plantea requisitos más altos para el rendimiento del motor, la velocidad de operación y el algoritmo de la microcomputadora.

Diseño estructural

      Debido a que el robot de soldadura diseñado funciona en el entorno de cuasi plano y espacio estrecho, para garantizar que el robot pueda rastrear la costura de soldadura automáticamente de acuerdo con la información de desviación del sensor de arco, el robot diseñado debe ser compacto, flexible y estable. De acuerdo con las características del espacio estrecho, se desarrolla un pequeño robot de soldadura móvil. De acuerdo con las características de movimiento de cada estructura del robot, se utiliza el método de diseño modular, El mecanismo del robot se divide en tres partes: plataforma móvil con ruedas, mecanismo de ajuste de la antorcha de soldadura y sensor de arco. Entre ellos, debido a su gran inercia y respuesta lenta, la plataforma móvil con ruedas rastrea principalmente la soldadura aproximadamente, el mecanismo de ajuste de la antorcha de soldadura es responsable del seguimiento preciso de la soldadura y el sensor de arco completa la identificación en tiempo real de la desviación de la soldadura. Además, el controlador del robot y el controlador del motor están integrados en la plataforma móvil del robot para hacerla más pequeña. Al mismo tiempo, para reducir el impacto del polvo en las piezas móviles en entornos de soldadura hostiles, se adopta una estructura totalmente cerrada para mejorar la confiabilidad del sistema.

Equipo

   El equipo de soldadura del robot de soldadura por puntos adopta las pinzas de soldadura integradas, y el transformador de soldadura se instala detrás de las pinzas de soldadura, por lo que el transformador debe miniaturizarse tanto como sea posible. Para transformadores con pequeña capacidad, se puede utilizar CA de frecuencia de potencia de 50Hz. Para transformadores con gran capacidad, la tecnología inverter se ha utilizado para cambiar la frecuencia de potencia de 50Hz AC a 600 ~ 700Hz AC, reduciendo el volumen del transformador. Después de la transformación de voltaje, 600 ~ 700Hz AC se puede utilizar directamente para la soldadura, y la rectificación secundaria también se puede realizar para la soldadura DC. Los parámetros de soldadura se ajustan mediante temporizador. El nuevo temporizador ha sido computarizado, por lo que el gabinete de control del robot puede controlar directamente el temporizador sin interfaz adicional. Las pinzas de soldadura del robot de soldadura por puntos suelen utilizar pinzas de soldadura neumáticas. La abertura entre los dos electrodos de las pinzas de soldadura neumática generalmente tiene solo dos carreras. Y una vez que se establece la presión del electrodo, no se puede cambiar a voluntad. En los últimos años, ha surgido un nuevo tipo de pinzas eléctricas de soldadura por puntos servométricos. La apertura y el cierre de las pinzas de soldadura son accionados por el servomotor y retroalimentados por el disco de código, de modo que la apertura de las pinzas de soldadura se puede seleccionar arbitrariamente y preestablecer de acuerdo con las necesidades reales. Además, la fuerza de presión entre los electrodos también se puede ajustar de forma continua. Las nuevas pinzas eléctricas de soldadura por puntos servo tienen las siguientes ventajas:

1) El ciclo de soldadura de cada punto de soldadura se puede reducir en gran medida, porque el grado de apertura de las pinzas de soldadura es controlado con precisión por el robot, y las pinzas de soldadura pueden comenzar a cerrarse cuando el robot se mueve entre puntos; Después de un poco de soldadura, las pinzas de soldadura se abren y el robot puede moverse al mismo tiempo. No es necesario esperar hasta que el robot esté en su lugar antes de que las pinzas de soldadura se cierren o el robot se mueva después de que las pinzas de soldadura estén completamente abiertas;

2) El grado de apertura de las pinzas de soldadura se puede ajustar arbitrariamente de acuerdo con las condiciones de la pieza de trabajo. Mientras no haya colisión o interferencia, el grado de apertura se reducirá tanto como sea posible para ahorrar el grado de apertura de las pinzas de soldadura y el tiempo ocupado por la apertura y el cierre de las pinzas de soldadura.

3) Cuando las pinzas de soldadura están cerradas y presurizadas, no solo se puede ajustar la presión, sino que también los dos electrodos se cierran suavemente cuando están cerrados para reducir la deformación por impacto y el ruido.

Aplicaciones de soldadura.