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    3.   上海偉晟自動化焊接技術有限公司
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      電弧傳感器在機器人自動化焊接中的應用

      電弧傳感器在機器人自動化焊接中的應用
      2012-10-15 21:25:14

      在機器人自動化焊接中有一個亟待解決難題就是工件的不規則性和焊接過程中工件受熱變形,使機器人
      焊接軌跡偏離了實際焊縫。這種普遍存在的現象嚴重阻礙了焊接自動化的推廣應用。偉晟自動化公司
      Nebula F系列數字化焊機與FANUC機器人配合,利用電弧傳感器實現了焊接過程中的電弧跟蹤,可以
      在左右方向和上下方向自動跟蹤焊縫的變化,使焊接軌跡始終與實際焊縫保持一致。
      一、上海偉晟自動化公司Nebula焊機與日本FANUC機器人的連接
      1.jpg
      圖一  偉晟自動化公司Nebula焊機與日本發那科機器人連接實現電弧跟蹤

      NebulaF系列數字化焊機內置標準Devicenet接口,只需要一條4芯電纜就可以直接連接機器人
      Devicenet接口,無需外接Devicenet轉換模塊。這種方式與外接Devicenet轉換模塊相比有如下
      優點:1,節約用戶成本。2,通訊速度大約提高了20倍,這是實現電弧跟蹤的關鍵,因為要實
      現電弧跟蹤,焊機和機器人之間要進行高速數據交換。3,完整支持Devicenet協議,機器人可
      以對焊機進行高速、精細、全面地檢測和控制,實現高質量高效率的自動化焊接。

      二、電弧傳感器的實現原理
      2.jpg
      圖二 電弧傳感器的作用

      電弧傳感器是通過軟件智能判斷焊縫位置,無需增加任何額外硬件。如圖二所示,無論是工件本
      身不規則還是在焊接過程中發生了變型,無論這種變形是左右變形、上下變形還是上下左右都變形,
      電弧傳感器的作用就是讓機器人始終能找到焊縫的中心位置,準確地在中心位置焊接,并保持焊
      炬高度的一致。無論是直峰焊、環縫焊、相貫線焊還是其他焊接軌跡,電弧傳感器都能很好地跟
      蹤焊縫中心。

      3.jpg
      圖三 焊炬在V型焊縫中擺動時的電流波形

      從圖三可以看出,焊炬在V型坡口中心擺動時,擺到兩側時由于干伸長變短導致電流增加,擺到
      中心時由于干伸長變長導致電流減小,電弧傳感器就是利用這個原理實現電弧跟蹤的。如果焊
      炬以焊縫為中心擺動,則擺到兩側時的干伸長是對稱的,電流波形也是對稱的,如果焊炬偏到某
      一側,則該側的干伸長變短電流較大,另外一側的干伸長變長電流較小,兩邊電流波形不對稱,
      系統據此可判斷出焊炬已經偏離焊縫中心(如圖四所示),然后再據此調節焊炬位置讓焊炬回到
      焊縫中心位置來。
      4.jpg
      電弧傳感器除了可以實現左右焊縫跟蹤外,還可以實現上下焊縫跟蹤。有擺動和無擺動的情況下
      都可以實現上下焊縫跟蹤。如圖五所示。其原理是:當焊炬離工件距離減小時,干伸長減小,電
      流增加;當焊炬離工件距離增加時,干伸長增加,電流減小。系統據此可以判斷焊炬離工件的距
      離,當距離發生變化是便調整焊炬的高度,保證焊炬與工件保持恒定的距離。

      5.jpg
      圖五 工件上下方向變形時電弧跟蹤的實現

      三、結論
      上海偉晟自動化公司Nebula F系列數字化焊機與FANUC機器人成功地利用電弧傳感器實現電弧
      跟蹤自動化焊接,已在多個項目中實際投入使用,運行穩定可靠。這種自動焊縫跟蹤技術避免了
      使用昂貴的激光跟蹤設備,成功地解決了因工件不規則和焊接變形造成的無法使用機器人實現自
      動化焊接的難題,具有極大的應用前景。






       



       





       




       


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