机器人焊接工作站的应用与维护

机器人及PLC · 发表于 2024-8-12 10:30:14

众所周知，要提高劳动生产率，必须走自动化之路，提高装备的自动化水平，减少劳动力成本。机器人根据不同的使用要求可以应用于生产自动化的各个环节，如机器人焊接、机器人切割、机器人打磨、机器人送料等。
1. 机器人的应用及配置

公司机器人主要应用于焊接和切割，焊接机器人有弧焊机器人和点焊机器人，通过机器人替代人工操作，提高了效率和质量，使设备的自动化水平得到了提高。

根据不同需要进行不同的配置如下：

（1）机器人弧焊配置

机器人选用安川MA1400，焊机选用EL350，为能满足多工位焊接的需要，我们设计了PLC控制系统来控制机器人、焊机、夹具的自动化焊接，夹具由产品工程部负责，控制原理如图1所示。

图1  控制原理

（2）机器人点焊配置

机器人选用安川ES165D，焊机选用中频点焊机。为能满足多工位焊接的需要，我们设计了PLC控制系统来控制机器人、焊机、夹具的自动化焊接，夹具由产品工程部负责，控制原理如图2所示。

图2  控制原理

（3）机器人激光配置

机器人选用法国史陶比尔RX160L，配拉制器CS8C，激光器配德国IPG—YLR—500W光纤。创科源5in（127mm）切割头和创科源控制系统。机器人激光配置原理如图3所示。

图3  机器人激光配置原理图

2 .机器人电器配置原理

机器人焊接电源的额定输入电压是三相200～220V和380～415V。额定输入电压在±10%以内的变动，如果额定输入电压在±10%以上的波动就会失去合适的焊接条件，更是焊接电源发生故障的主要原因，因此配置了变压器。

为了安全，焊接电源安装不带熔断丝的遮断器或带熔断丝开关。同时避免干扰增加单独接地，如图4所示。

图4  机器人工作现场

3. 焊接机器人的保养

焊接机器人的保养包含日常保养和定期保养，定期保养根据其使用时间一般要求一年进行一次机器人的润滑保养和润滑加油。

焊接机器人的维护和保养主要是对机械手各关节的加油润滑。通常其润滑周期为一年一次或工作5kh后保养。

首先确定润滑油牌号有两种，一种是SK—1，颜色为浅黄色，其主要为各小关节处加油；另外一种为RENo.00，颜色为深黄色，主要为各大关节处加油。在加注润滑油前要注意不同部位加的润滑油的牌号不能搞错，否则对设备将有很大的影响。

图5  保养示意

加注润滑油时，先对小关节加油。首先打开加油处另一侧油孔（每部位有2个油孔），然后用手动油枪对准油孔注油，另一侧则有污油排除。一直加至排出润滑油和注入润滑油颜色一致，注油停止。大关节处（主要有电动机处），加油也是如此，如图6所示。

图6

由于在加油过程中会造成机器内有一定的油压，运作后如果不排出会对机器造成影响，所以加油完毕后，各侧油孔不要密封，先开机运行15min，使油压释放，在密封各侧加油孔。至此，焊接机械手的加油润滑完成。通过润滑保养使机器人经常处在良好的润滑条件，确保机器人动作的准确性。保证焊点和焊缝的位置正确。

4. 机器人焊机常见故障的诊断

根据日常使用中经常产生的故障和机器人焊机的要求，我们对常见故障进行了归类，便于能够迅速排除故障。

（1）异常故障的诊断并且确认设定内容  异常情况下请首先检查以下的内容：

焊接方法：确认选中的焊接方法是否符合使用的焊丝直径、保护气体。

焊接参数：确认有无因更改参数而出现焊接异常现象。记录更改参数，返回默认数值，确认焊接情况。

焊接电压指令方法一元化/个别：确认焊接电源的一元化/ 个别设定和机械手的一元化/ 个别设定是否一致。焊接电源的一元化/个别设定按一元化/个别键设定。并且，只有机械手焊机特性文件正确设定，焊接电源面板才能正确显示机械手指令值。

选择电动机：确认F04的设定值，电动机种类的选择是否正确（0：微型电动机、 2：机械伺服电动机）。如果电动机种类选错，焊丝就不能按指令值速度送丝，无法进行正常焊接。

选择用户文件：从控制面板选择用户文件，还是机械手选择，可以用F13设定（F13 OFF: 控制面板选择， ON: 机械手选择）。

条件记忆：在选择焊接方法，更改焊接参数后，关焊机电源前进行条件记忆。另外，请注意在调整用户文件，条件记忆前，如果更改焊接方法，那更改的U 参数就会消失。

编码器电线：编码器电线断线或者A、B相接反，焊丝送料速度就会异常加快。并且，焊丝送丝速度显示为0，故障编号 Err501 （焊丝送丝异常）请确认编码器断线连接情况。

焊接保护气体：请确认是否选择了合适的焊接气体。

（2）异常项目一览表  关于以下项目，焊接电源会自己发现异常，自动停止。发生异常时，蜂鸣器响，在控制面板上显示异常内容。检出异常时，向机械手输出电弧切断信号。但是，只是警报时，焊接电源不会停止工作，也不向机械手输出电弧切断信号。

故障No.  ：项目：内容

Err001 ：输入过电压：输入电压超过额定电压＋15%以上的情况。

Err002 ：输入电压不足：输入电压小于额定电压－15%以上的情况。

Err004 ：输入电压检出异常：输入电压设定值和实际值有差异的情况。

Err005：输入电压设定异常：输入电压没有正确设定的情况。

Err006：输入电压检出异常：从电源通电开始到预备充电开始期间，输入电压设定异常的情况。

Err007 ：预备充电异常：预备充电没有正常完成的情况。

Err008 ：一次侧电压检出电路感应异常：输入电压监视基板和控制基板间的信号线异常的情况。

Err009 ：受电异常：输入电压的受电信号检出没有的情况。

Err102 ：一次侧温度异常：一次侧电路的温度超过焊接电源规定值的情况。

Err103 ：二次侧温度异常：二次侧电路的温度超过焊接电源的规定值的情况。

Err104 ：温度感应器异常：温度感应器不能感知温度的情况。

Err107 ：输入过电流：一次电路过电流的情况。

Err201 ：储存异常：焊接电源内部的记录数据异常。

Err202 ：顺序异常：焊接顺序不正确的情况。

Err203 ：CPU 通信异常：控制CPU和一次检出CPU的通信不正常的情况。

Err204 ：CPU 通信异常：控制CPU和操作面板CPU的通信不正常的情况。

Err205 ：CPU 通信异常：控制CPU和电动机CPU的通信不正常的情况。

Err501 ：送丝量异常：焊丝没能根据送丝量指令值送料的情况。

Err502 ：电动机过电流：电动机电流超过额定电流的情况。

Err601 ：启动信号异常：不等焊接电源主电源启动，就输入电弧启动信号的情况。

Err701 ：输出过电流：二次侧电路发生过电流的情况。

5. 结语

近两年由于我们进行合理的配置、安装、调试、维护保养，故使本公司焊接自动化水平和焊接质量得到了长足的发展，提升了公司的焊接生产效率。

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