工业机器人工作站系统集成常州机电行业机器人点焊工作站系统设计(gngy)1、35页“工业机器人工作站系统集成”常州机电一、点焊控制器的选择点焊控制器是点焊机器人辅助设备中最重要的设备。点焊控制器的定义焊接用控制装置是对时间、电流、压力三个焊接条件进行合理控制，集机械动作控制、时间控制、电流调节功能于一体的装置。点焊设备主电路结构示意图如图3-18所示。知识(备图3-18点焊(di m: n设备主电路结构示意图)第2页，第35页"工业机器人工作站系统集成"常州机械和电气知识(动作和时间控制) 焊接过程如图3-19通电模式，启动开关(start)加压时间(电极加压)焊接时间(通电)保持时间结束时间(电极打开(D:电流缓慢上升下降()控制图3-19点焊通电模式第3页，共35个工业机器人工作站系统集成。常州机电知识(准备控制装置具有控制上述一系列动作顺序(序列)的功能，还具有控制时间(定时器)的功能。控制焊接时间时，控制焊接电流“通断”的器件称为开关(switch)，现在通常使用可控硅(半导体元件)。控制装置将设定的时间和信号传送给可控硅整流器，在此期间，主电路的初级侧处于导通状态， 并且可以获得焊接电流。焊接电流的控制安装在焊接变压器初级侧的SCR除了控制电流的“开”和“关”之外，还可以用来控制初级输入电压的相位和调节电力。另外，电流调节方法包括改变焊接变压器的初级线圈的匝数(分支开关)。但由于这种方法不能简单地实现()自动切换(调整)，所以除了有特殊要求的专用焊机外，一般不使用。点焊控制器的种类点焊控制器的主要功能是完成焊接参数输入、点焊程序控制、焊接电流控制、焊接系统故障自诊断，并实现与机器人控制器的通信。第四页共35页"工业机器人工作站系统集成"常州机械和电气知识 (按焊接变压器的供电方式()，有交流工频焊机、大电容储能焊机和逆变焊机等。主电路如图3-20所示。)交流焊接(hnji)电源)大容量电容储能图3-20各种电阻焊机主电路第5页共35页“工业机器人工作站系统集成”常州机电知识)目前输出最大、应用最广的交流焊接电源，使用方便。价格价格便宜，但负载功率因数低，输入功率大，不适合超精密焊接。近年来，逆变电阻焊机得到了逐步发展，并成为未来发展的主流。根据通信模式， 点焊控制器和机器人控制器之间主要有两种通信方式。在中枢结构中，焊接控制部分作为一个模块与机器人本体控制部分一起安装在一个控制柜中，由主计算机管理，为焊接模块提供数据，焊接过程控制由焊接模块完成。其优点是设备集成度高，便于统一管理。分布式结构点焊控制器与机器人本体控制柜分离，通过应答通信连接。机器人控制柜发出焊接信号后，焊接过程由点焊控制器自身控制，焊接完成后，机器人控制柜向机器人发出结束信号，机器人控制柜控制机器人移动。这种结构的优点是调试灵活， 而且焊接系统可以单独使用，但是需要一定的通信距离，集成度没有中枢结构高。第6页，共35页"工业机器人工作站系统集成"常州机电知识(交流点焊机一般用于焊接黑色金属工件。由于交流点焊机采用交流放电焊接，特别是适用于电阻较大的材料时，交流点焊机可以利用单脉冲、多脉冲信号、频率、时间、电压、电流、程序等多种控制方式对工件进行单点、双点连续、自动控制和人工控制焊接。适用于焊接钨、钼、铁、镍和不锈钢等各种金属的薄板、棒材和线材。其优点是异种金属的广泛点焊。其缺点是受电网电压波动影响较大， 即交流点焊机的焊接电流会随着电网电压的波动而波动。从而影响焊接的一致性。交流点焊机的最短焊接放电时间通常为1/2周期，即0.01秒，不适用于一些特殊合金材料的高标准焊接。第7页，共35页"工业机器人工作站系统集成"常州机电知识(储能点焊机一般用于焊接有色金属工件。由于储能点焊机采用储能电容进行放电焊接，具有对电网冲击小、焊接电流集中、释放速度快、熔透性强、热影响区小等特点。它广泛适用于银、铜、铝和不锈钢等各种金属的(shh)焊接。其优点是:比交流点焊机更节能； 其缺点是需要高精度、高标准焊接的特殊合金材料可以选择中频逆变点焊机。第8页，共35页"工业机器人工作站系统集成"常州机电知识(电源额定电压、电网频率、一次电流、焊接电流、短路电流、连续焊接电流、额定功率(gnglǜ))短路时最大功率(gnglǜ)和最大允许功率(gnglǜ)、额定串联短路功率(gnglǜ)、焊机重量、焊机生产率、可靠性指标、使用寿命等因素。第9页共35页"工业机器人工作站系统集成"常州机电知识(备考二、电阻焊控制装置IWC5 -电阻焊控制装置是逆变焊接电源()，由微电脑控制，具有高性能、稳定的特点， 并且可以根据指定的DC电流由恒流控制。它具有步进功能和各种监视和异常检测功能。IWC5焊接电源技术参数()额定电压和频率恒压400V、415V、440V、%焊接电源频率50Hz/60Hz(自动切换)控制电源从控制器内部焊接电源引出，耗电约80VA(无动作时)冷却条件:IGBT机组采用强迫风水冷，供水侧温度30以下，冷却水量5分钟以上，电阻率5000ω·cm以下。表三。常州机电表3-电阻焊(hnji)控制装置技术参数知识 (控制主电路集电极电流IGBT集电极-发射极电压400A适用于焊接变压器逆变直流变压器控制方式IGBT采用桥式PWM逆变器控制逆变频率700 ~(从700、1000、1200、1500中任选一种进行控制)焊接电流控制方式额定电流控制初级电流环流反馈方式控制整定精度%。重复精度在焊接电源电压和负载变化的10%以内，在%或300A以内，上升和下降周期除外。存储数据存储数据存储电源超级电容或锂电池(可选件)程序数据存储期半永久监测数据存储期，断电后存储15天以上。安装锂电池时，保存10个异常历史数据。切断电源后，保存10个数据15天以上。装锂电池的时候，省100，000倍的闪存。初级电流控制范围为50 ~ 400a(根据使用率限制)。二次电流控制范围为2.0 ~ 25.5 Ka。焊接变压器线圈比为4.0 ~ 200.0，力的控制范围为100 ~(使用压力控制选项时)。常州机电知识(zh shi IWC5焊接(hnj WC5-电阻焊)hnj装置的主电路结构和焊接电流波形如图3-21所示，图3-21的主电路结构图和焊接电流波形(yǐj)与传统的交流工频电阻焊机相比，DC逆变电阻焊装置具有以下突出优点。用于DC焊接的逆变焊机一般采用1kHz左右的逆变中频电源，经变压器二次整流后可提供连续的DC焊接电流， 电流单向加热工件，提高了热效率；不受输出电感的影响，焊接质量大大提高。第12页，共35页"工业机器人工作站系统集成"常州机电知识)zh shi焊接变压器小型化焊接变压器的铁芯截面积与输入的交流频率成反比，所以可以通过中频输入来减小变压器的铁芯截面积。变压器的体积和重量减小。特别适合点焊机器人的配套需求，焊机轻量化，机器人驱动功率降低，性价比提高。电流控制的相应速度提高了约1kHz，频率电流控制的响应速度为1ms， 其功率是工频电阻焊机的20倍，因此(1)可以方便地实现焊接电流的实时控制，形成多种焊接电流波形，适用于多种焊接工艺，减少飞溅，提高电极寿命，稳定焊点质量。三相电源输入，三相负载平衡，功率因数高，输入功率降低，节能效果好。由于逆变电阻焊控制装置性能优越，在焊接难度增加甚至普通工频焊机无法保证焊接质量的场合，如铝合金、钛合金、镁合金等导热性好的金属的焊接，异种金属材料的焊接，高强度钢板的焊接， 以及多层板和厚钢板的焊接。第13页，共35页"工业机器人工作站系统集成"常州机电知识(zhshi。焊接过程点焊的焊接过程一般由四个基本阶段组成一个循环。在该阶段，电极下降到通电阶段，以确保电极压紧工件，并且工件之间有适当的压力。在焊接过程中，焊接电流通过工件并产生热量以形成熔核。保持时间切断焊接电流，并且继续保持电极压力，直到熔核凝固到足够的强度。在休息期间，电极开始上升，直到电极再次开始下降。开始下一个焊接周期。基本的焊接动作顺序如图3-22所示。图中显示了脉搏波的数量。在实际焊接中， CT1根据设定的脉冲波数重复运行。图3-22焊接基本(jbn)动作序列第14页，共35个工业机器人工作站系统集成。常州机电知识(zh shi编制图3-22基本焊接动作顺序S0:预加压时间；S1，加压时间；S2:增压稳定时间:美国:上升()期；W1:通电时间1 CT1:冷却时间1 W2:通电时间2 CT2:冷却时间2 W3:通电时间3 DS:下降期；:保持时间；WCD:焊接完成延迟时间；上升()时间过程的初始电流值为I11/2，最终电流值为I1；坠落时间已过。
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