スチールボックスガーダー(ロボット溶接)

コンポジション構造

    溶接ロボットには、主にロボットと溶接装置が含まれます。ロボットは、ロボット本体と制御盤(ハードウェアとソフトウェア)で構成されています。アーク溶接やスポット溶接などの溶接装置は、溶接電源(制御システムを含む)、ワイヤフィーダ(アーク溶接)、溶接ガン(クランプ)などで構成されています。       知能ロボットはまた、レーザーまたはカメラセンサーおよびその制御装置などのセンシングシステムを有するものとする。

    世界中で生産されている溶接ロボットは、基本的には関節ロボットであり、そのほとんどが6軸を持っています。その中で、軸1、2、3はエンドツールを異なる空間位置に送信でき、軸4、5、6は工具姿勢のさまざまな要件を満たすことができます。溶接ロボット本体の機械的構造は、主に平行四辺形構造と横(傾斜)構造の2つの形態を有する。サイドマウント(傾斜)構造の主な利点は、上下アームが広い可動域を有するため、ロボットの作業空間が球体にほぼ到達できることである。したがって、ロボットをラックに逆さまに吊り下げて床面積を節約し、地面の物体の流れを容易にすることができます。しかし、この側面に取り付けられたロボットの2軸と3軸は片持ち梁構造であり、ロボットの剛性を低下させる。一般に、アーク溶接、切断、スプレーなどの負荷の小さいロボットに適しています。平行四辺形ロボットの上腕はプルロッドによって駆動されます。プルロッドと下腕は平行四辺形の両側を形成します。したがって、名前。早期に開発された平行四辺形ロボットは、小さなワークスペース(ロボットの前面に限定された)を持ち、逆さまに作業することは困難です。しかし、1980年代後半から開発された新しいタイプの平行四辺形ロボット(平行四辺形ロボット)は、測定ロボットの剛性の問題なしに、ロボットの上部、背面、下部にワークスペースを拡大することができ、広く注目されています。この構造は、軽量ロボットと重ロボットの両方に適しています。近年、スポット溶接(荷重100~150kg)に使用されるロボットは、平行四辺形構造がほとんどとなっています。

     上記2台のロボットの各軸は回転運動をしているので、サーボモータはサイクロイドピンホイール(RV)減速機(軸1~3)および高調波減速機(軸1~6)によって駆動される。1980年代半ばまでは、DCサーボモータは電気駆動ロボットに使用されていました。1980年代後半以降、各国はACサーボモータに順次切り替えてきました。ACモータはカーボンブラシがなく、動特性が良いため、事故率が低いだけでなく、メンテナンスの自由時間が大幅に増加し、加速(減速)が速いため、新しいロボットです。負荷が16KG未満の新しい軽ロボットでは、正確な位置決めと小さな振動で、工具中心点(TCP)の最大移動速度が3m / s以上に達することがあります。同時に、ロボットの制御キャビネットは32ビットマイコンと新しいアルゴリズムも使用するため、経路を自己最適化する機能があり、ランニングトラックはティーチングトラックに近くなります。

特性

     スポット溶接は、非常に高い溶接ロボットを必要としません。スポット溶接は点位置制御しか必要としないため、点間の溶接トングの移動軌道に厳密な要件がないため、ロボットを最も早い時期にスポット溶接にしか使用できない理由でもあります。スポット溶接用のロボットは、十分な負荷容量を有するだけでなく、シフト時間を短縮し、作業効率を向上させるために、ポイント間を移動する際の高速、安定した動作および正確な位置決めを有するべきである。スポット溶接ロボットの負荷容量は、使用される溶接トングの種類によって異なります。変圧器から分離された溶接トングには、荷重30~45kgのロボットで十分です。しかし、一方では、長い二次ケーブルと大きな電力損失のために、ロボットが溶接のために溶接トングをワークピースに拡張することは役に立ちません。一方、ケーブルはロボットの動きに合わせて連続的に揺れ、ケーブルがすぐに破損します。そのため、現状では、一体型溶接トングの使用が徐々に増加している。この溶接トングと変圧器の質量は約70kgです。ロボットは十分な負荷容量を持ち、溶接トングを大きな加速度で溶接するための空間位置に送ることができるべきであることを考慮すると、負荷100〜150kgの重いロボットが一般的に選択される。連続スポット溶接中の溶接トングの短距離および迅速な変位の要件を満たすため。新しいヘビーデューティロボットは、0.3秒以内に50mmの変位を完了する機能を備えています。これにより、モータの性能、マイコンの動作速度、アルゴリズムに対する要件が高くなります。

構造設計

      設計された溶接ロボットは、準平面および狭い空間環境で動作するため、ロボットがアークセンサの偏差情報に従って溶接シームを自動的に追跡できるようにするためには、設計ロボットはコンパクトで柔軟で安定している必要があります。狭い空間の特性に応じて、小型の移動式溶接ロボットが開発されています。ロボットの各構造の運動特性に応じて、モジュラー設計方法が使用され、ロボット機構は、車輪付きモバイルプラットフォーム、溶接トーチ調整機構およびアークセンサの3つの部分に分けられる。その中で、その大きな慣性と遅い応答のために、車輪付きモバイルプラットフォームは主に溶接を大まかに追跡し、溶接トーチ調整機構は溶接の正確な追跡を担当し、アークセンサは溶接偏差のリアルタイム識別を完了する。さらに、ロボットコントローラとモータドライバは、ロボットモバイルプラットフォーム上に統合され、ロボットを小型化します。同時に、過酷な溶接環境における可動部品への粉塵の影響を低減するために、完全に密閉された構造を採用し、システムの信頼性を向上させます。

備品

   スポット溶接ロボットの溶接装置は一体型溶接トングを採用し、溶接トングの後ろに溶接変圧器が設置されているため、変圧器は可能な限り小型化する必要があります。小容量の変圧器には、50Hzの電源周波数ACを使用できます。大容量の変圧器では、インバータ技術を使用して50Hzの電力周波数ACを600〜700HzのACに変更し、変圧器の体積を削減しています。電圧変換後、600〜700HzのACを直接溶接に使用することができ、DC溶接に二次整流を行うこともできます。溶接パラメータはタイマーによって調整されます。新しいタイマーはコンピュータ化されているため、ロボット制御キャビネットは追加のインターフェースなしでタイマーを直接制御できます。スポット溶接ロボットの溶接トングは、通常、空気圧溶接トングを使用します。空気圧溶接トングの2つの電極間の開口部は、一般に2ストロークしか有さない。また、電極圧力が設定されると、自由に変更することはできません。近年、新しい種類の電気サーボスポット溶接トングが登場しています。溶接トングの開閉はサーボモータによって駆動され、コードディスクによってフィードバックされるため、溶接トングの開口部は実際のニーズに応じて任意に選択およびプリセットすることができます。また、電極間の押圧力を無段階に調整することもできる。新しい電気サーボスポット溶接トングには、次の利点があります。

1)溶接トングの開度はロボットによって正確に制御され、ロボットがポイント間を移動すると溶接トングが閉じ始める可能性があるため、各溶接スポットの溶接サイクルを大幅に短縮できます。少し溶接した後、溶接トングが開き、ロボットは同時に動くことができます。溶接トングが閉じられる前にロボットが所定の位置に収まるまで待つ必要はなく、溶接トングが完全に開いた後にロボットが動くまで待つ必要はありません。

2)溶接トングの開度は、ワークの条件に応じて任意に調整することができる。衝突や干渉がない限り、溶接トングの開度と溶接トングの開閉にかかる時間を節約するために、開度をできるだけ小さくしなければならない。

3)溶接トングを閉じて加圧すると、圧力を調整することができるだけでなく、衝撃変形や騒音を低減するために閉じたときに2つの電極も静かに閉じられます。

溶接アプリケーション。