หุ่นยนต์เชื่อมเป็นหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อม (รวมถึงการตัดและการฉีดพ่น)ตามที่องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO)Industrial Machines Man ถูกกำหนดให้เป็นหุ่นยนต์เชื่อมมาตรฐาน หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นตัวดำเนินการควบคุมอัตโนมัติ (Manipulator) อเนกประสงค์ที่ตั้งโปรแกรมได้ (Manipulator) ที่มีแกนตั้งโปรแกรมได้สามแกนขึ้นไปสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเพื่อรองรับการใช้งานที่แตกต่างกัน เพลาสุดท้ายของหุ่นยนต์มีส่วนต่อประสานทางกล ซึ่งมักจะเป็นหน้าแปลนเชื่อมต่อ ซึ่งสามารถติดตั้งเครื่องมือหรือแอคทูเอเตอร์ส่วนปลายต่างๆ ได้หุ่นยนต์เชื่อมเป็นหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มีหน้าแปลนแกนสุดท้ายติดตั้งด้วยคีมเชื่อมหรือปืนเชื่อม (ตัด) เพื่อให้สามารถเชื่อม ตัด หรือพ่นด้วยความร้อนได้

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ การควบคุมเชิงตัวเลข และเทคโนโลยีหุ่นยนต์ หุ่นยนต์เชื่อมอัตโนมัติ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เริ่มมีการใช้งานในการผลิต เทคโนโลยีของมันก็เติบโตขึ้นเรื่อยๆ ส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้ข้อดี:

1) รักษาเสถียรภาพและปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม สามารถสะท้อนคุณภาพการเชื่อมในรูปแบบตัวเลข

2) ปรับปรุงผลิตภาพแรงงาน

3) ปรับปรุงความเข้มแรงงานของคนงาน สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย

4) ลดข้อกำหนดสำหรับทักษะการทำงานของคนงาน

5) ย่นวงจรการเตรียมการดัดแปลงและเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์ ลดการลงทุนอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง

ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกสาขาอาชีพ

หุ่นยนต์เชื่อมส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน: หุ่นยนต์และอุปกรณ์เชื่อมหุ่นยนต์ประกอบด้วยตัวหุ่นยนต์และตู้ควบคุม (ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์)ตัวอย่างอุปกรณ์เชื่อม เช่น การเชื่อมอาร์กและการเชื่อมแบบจุด ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟเชื่อม (รวมถึงระบบควบคุม) ตัวป้อนลวด (การเชื่อมอาร์ก) ปืนเชื่อม (แคลมป์) เป็นต้นสำหรับหุ่นยนต์อัจฉริยะ ควรมีระบบตรวจจับ เช่น เซ็นเซอร์เลเซอร์หรือกล้อง และการควบคุม

แผนภาพหุ่นยนต์เชื่อม

หุ่นยนต์เชื่อมที่ผลิตขึ้นทั่วโลกนั้นเป็นหุ่นยนต์ร่วม ซึ่งส่วนใหญ่มีหกแกนในหมู่พวกเขา 1, 2, 3 แกนสามารถส่งเครื่องมือสิ้นสุดไปยังตำแหน่งเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกัน ในขณะที่ 4, 5, 6 แกนเพื่อแก้ไขข้อกำหนดที่แตกต่างกันของท่าทางเครื่องมือโครงสร้างทางกลของตัวหุ่นยนต์เชื่อมมีสองรูปแบบหลัก: หนึ่งคือโครงสร้างสี่เหลี่ยมด้านขนานและอีกอันคือโครงสร้างด้านข้าง (สวิง)ข้อได้เปรียบหลักของโครงสร้างด้านข้าง (สวิง) คือช่วงกว้างของกิจกรรมที่แขนส่วนบนและส่วนล่าง ซึ่งช่วยให้พื้นที่การทำงานของหุ่นยนต์เอื้อมถึงเกือบเป็นทรงกลมเป็นผลให้หุ่นยนต์สามารถทำงานคว่ำบนชั้นวางเพื่อประหยัดพื้นที่และอำนวยความสะดวกในการไหลของวัตถุบนพื้นอย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์ติดตั้งด้านข้าง 2 และ 3 แกนสำหรับโครงสร้างคานยื่นออกมา ช่วยลดความแข็งของหุ่นยนต์ โดยทั่วไปเหมาะสำหรับหุ่นยนต์ที่มีโหลดขนาดเล็ก สำหรับการเชื่อมอาร์ก การตัด หรือการฉีดต้นแขนของหุ่นยนต์สี่เหลี่ยมด้านขนานขับเคลื่อนด้วยคันโยกคันโยกสร้างรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานทั้งสองด้านด้วยแขนท่อนล่างจึงได้ชื่อว่าการพัฒนาพื้นที่ทำงานของหุ่นยนต์สี่เหลี่ยมด้านขนานในช่วงแรกนั้นค่อนข้างเล็ก (จำกัดที่ด้านหน้าของหุ่นยนต์) เป็นการยากที่จะวางงานกลับหัวอย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์สี่เหลี่ยมด้านขนานใหม่ (หุ่นยนต์คู่ขนาน) ที่พัฒนาขึ้นตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 สามารถขยายพื้นที่ทำงานไปยังด้านบน ด้านหลัง และด้านล่างของหุ่นยนต์ได้โดยไม่ต้องใช้หุ่นยนต์วัดความแข็ง จึงได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางโครงสร้างนี้ไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับงานเบาเท่านั้นแต่ยังเหมาะสำหรับหุ่นยนต์สำหรับงานหนักด้วยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หุ่นยนต์เชื่อมเฉพาะจุด (รับน้ำหนัก 100 ถึง 150 กก.) ส่วนใหญ่เลือกหุ่นยนต์ที่มีโครงสร้างสี่เหลี่ยมด้านขนาน

เพลาแต่ละอันของหุ่นยนต์สองตัวข้างต้นใช้สำหรับการเคลื่อนที่แบบแกว่ง ดังนั้นเซอร์โวมอเตอร์จึงถูกขับเคลื่อนด้วยตัวลดแรงเหวี่ยงของล้อสวิง (RV) (1 ถึง 3 แกน) และตัวลดฮาร์มอนิก (1 ถึง 6 แกน)ก่อนกลางทศวรรษ 1980 หุ่นยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เซอร์โว DC และตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 ประเทศต่างๆ ได้เปลี่ยนมาใช้มอเตอร์เซอร์โวแบบกระแสสลับเนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับไม่มีแปรงถ่าน ลักษณะไดนามิกที่ดี ดังนั้นหุ่นยนต์ใหม่จึงไม่เพียงแต่มีอัตราการเกิดอุบัติเหตุต่ำ แต่ยังเพิ่มเวลาไม่ต้องบำรุงรักษาอย่างมาก ความเร็วบวก (ลบ) ก็รวดเร็วเช่นกันหุ่นยนต์น้ำหนักเบารุ่นใหม่บางตัวที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 16 กก. มีความเร็วในการเคลื่อนที่สูงสุดมากกว่า 3 เมตร/วินาทีที่จุดศูนย์กลางเครื่องมือ (TCP) การวางตำแหน่งที่แม่นยำและการสั่นสะเทือนต่ำในเวลาเดียวกัน ตู้ควบคุมของหุ่นยนต์ยังใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ 32 บิตและอัลกอริธึมใหม่ เพื่อให้มีฟังก์ชันในการปรับเส้นทางให้เหมาะสมที่สุด โดยวิ่งวิถีให้เข้าใกล้วิถีการสอนมากขึ้น

ลักษณะเฉพาะ

แก้ไขเสียง

การเชื่อมแบบจุดไม่ต้องการหุ่นยนต์เชื่อมมากนักเนื่องจากการเชื่อมแบบจุดต้องการการควบคุมเฉพาะจุดเท่านั้น สำหรับคีมเชื่อมระหว่างจุดและจุดของวิถีการเคลื่อนที่นั้นไม่ใช่ข้อกำหนดที่เข้มงวด ซึ่งหุ่นยนต์สามารถใช้ได้สำหรับการเชื่อมแบบจุดเท่านั้นด้วยเหตุผลแรกสุดเท่านั้นหุ่นยนต์เชื่อมแบบจุดไม่เพียงมีความจุเพียงพอ แต่ยังรวมถึงความเร็วในการเปลี่ยนเกียร์แบบจุดต่อจุดที่รวดเร็ว การดำเนินการควรราบรื่น การวางตำแหน่งควรแม่นยำ เพื่อลดเวลาในการเปลี่ยน ยก

ผลผลิตสูงความสามารถในการรับน้ำหนักของหุ่นยนต์เชื่อมแบบจุดขึ้นอยู่กับรูปแบบของแคลมป์การเชื่อมที่ใช้สำหรับคีมเชื่อมที่แยกจากหม้อแปลง หุ่นยนต์ที่มีน้ำหนัก 30 ถึง 45 กก. ก็เพียงพอแล้วอย่างไรก็ตาม ด้านหนึ่ง แคลมป์เชื่อมชนิดนี้เกิดจากสายเคเบิลรองยาว การสูญเสียพลังงานมีขนาดใหญ่ ไม่เอื้อให้หุ่นยนต์เชื่อมคีมเชื่อมเข้าด้านในของชิ้นงาน , สายเคเบิลแกว่งไปตามการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์, ความเสียหายของสายเคเบิลเร็วขึ้นดังนั้นการใช้คีมเชื่อมแบบบูรณาการจึงค่อยๆเพิ่มขึ้นแคลมป์เชื่อมนี้พร้อมกับหม้อแปลงไฟฟ้ามีมวลประมาณ 70 กก.เมื่อพิจารณาว่าหุ่นยนต์ควรมีความสามารถในการรับน้ำหนักที่เพียงพอ คีมเชื่อมไปยังตำแหน่งว่างสำหรับการเชื่อมที่อัตราเร่งมาก โดยทั่วไปจะเลือกหุ่นยนต์สำหรับงานหนักที่มีน้ำหนัก 100 ถึง 150 กก.เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของการเปลี่ยนตำแหน่งอย่างรวดเร็วของแคลมป์เชื่อมระหว่างการเชื่อมแบบจุดอย่างต่อเนื่องหุ่นยนต์สำหรับงานหนักตัวใหม่นี้เพิ่มความสามารถในการเปลี่ยนตำแหน่ง 50 มม. ให้เสร็จใน 0.3 วินาทีสิ่งนี้ทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพของมอเตอร์ ความเร็วในการประมวลผล และอัลกอริธึมของไมโครคอมพิวเตอร์

การออกแบบโครงสร้าง

แก้ไขเสียง

เนื่องจากการออกแบบหุ่นยนต์เชื่อมอยู่ในระนาบกึ่ง สภาพแวดล้อมที่แคบ เพื่อให้มั่นใจว่าหุ่นยนต์สามารถติดตามการเชื่อมตามข้อมูลการเบี่ยงเบนของเซ็นเซอร์อาร์ค หุ่นยนต์ควรได้รับการออกแบบให้มีการเคลื่อนไหวที่กะทัดรัดและยืดหยุ่น และงานที่มั่นคงในมุมมองของลักษณะของพื้นที่แคบ หุ่นยนต์เชื่อมเคลื่อนที่ขนาดเล็กได้รับการพัฒนา ตามลักษณะการเคลื่อนที่ของแต่ละโครงสร้างของหุ่นยนต์ โดยใช้วิธีการออกแบบแบบแยกส่วน กลไกของหุ่นยนต์แบ่งออกเป็นสามส่วน: แพลตฟอร์มเคลื่อนที่แบบมีล้อ ตัวปรับคบเพลิง และ เซ็นเซอร์อาร์คในหมู่พวกเขา แพลตฟอร์มมือถือล้อเนื่องจากแรงเฉื่อย ตอบสนองช้า ส่วนใหญ่ในรอยเชื่อมติดตามหยาบ กลไกการปรับคบเพลิงมีหน้าที่ในการติดตามที่แม่นยำของรอยเชื่อม เซ็นเซอร์อาร์คเพื่อให้ระบุส่วนเบี่ยงเบนของการเชื่อมแบบเรียลไทม์นอกจากนี้ ตัวควบคุมหุ่นยนต์และตัวขับมอเตอร์ยังถูกรวมเข้ากับแพลตฟอร์มเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ทำให้มีขนาดเล็กลงในเวลาเดียวกัน เพื่อลดอิทธิพลของฝุ่นบนชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในสภาพแวดล้อมการเชื่อมที่รุนแรง ใช้โครงสร้างที่ปิดสนิทเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือ^ofระบบของมัน

อุปกรณ์

แก้ไขเสียง

อุปกรณ์เชื่อมของหุ่นยนต์เชื่อมแบบจุดเนื่องจากการใช้คีมเชื่อมแบบบูรณาการ หม้อแปลงเชื่อมที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังคีมเชื่อม ดังนั้นหม้อแปลงจะต้องมีขนาดเล็กที่สุดสำหรับหม้อแปลงขนาดเล็กสามารถใช้ความถี่ AC 50Hz และสำหรับหม้อแปลงขนาดใหญ่ เทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์ได้ถูกนำมาใช้เพื่อเปลี่ยนความถี่ 50Hz AC เป็น 600 ถึง 700Hz AC เพื่อให้ขนาดของหม้อแปลงลดลงและลดลงหลังจากที่ปรับความดันได้โดยตรงด้วยการเชื่อม AC 600 ถึง 700Hz สามารถแก้ไขได้อีกครั้งด้วยการเชื่อม DIRECTพารามิเตอร์การเชื่อมจะถูกปรับโดยตัวจับเวลาตัวจับเวลาใหม่ถูกประมวลผลด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ ดังนั้นตู้ควบคุมหุ่นยนต์จึงสามารถควบคุมตัวจับเวลาได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้อินเทอร์เฟซเพิ่มเติมจุดเชื่อมหุ่นยนต์เชื่อมคีม มักจะมีคีมเชื่อมนิวเมติก คีมเชื่อมลมระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองของระดับการเปิดโดยทั่วไปมีเพียงสองจังหวะและเมื่อปรับแรงดันอิเล็กโทรดแล้ว จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามต้องการในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีที่หนีบเชื่อมจุดเซอร์โวไฟฟ้าชนิดใหม่ปรากฏขึ้นการเปิดและปิดของคีมเชื่อมนั้นขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เซอร์โว และสัญญาณป้อนกลับของแผ่นรหัสช่วยให้สามารถเลือกการเปิดคีมและตั้งค่าล่วงหน้าตามความต้องการที่แท้จริงได้และยังสามารถปรับแรงกดระหว่างอิเล็กโทรดได้โดยไม่ต้องมีสเตจเครื่องเชื่อมสปอตเซอร์โวไฟฟ้ารุ่นใหม่นี้มีข้อดีดังต่อไปนี้:

1) รอบการเชื่อมของแต่ละจุดเชื่อมจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากระดับการเปิดของคีมเชื่อมถูกควบคุมโดยหุ่นยนต์อย่างแม่นยำ หุ่นยนต์ระหว่างจุดและจุดของกระบวนการเคลื่อนที่ คีมเชื่อมสามารถเริ่มปิดได้

2) ระดับการเปิดของแคลมป์เชื่อมสามารถปรับได้ตามสภาพของชิ้นงาน ตราบใดที่ไม่มีการชนหรือรบกวนเพื่อลดระดับการเปิด เพื่อรักษาระดับการเปิดของแคลมป์การเชื่อมตามลำดับ เพื่อประหยัดเวลาในการเปิดและปิดแคลมป์เชื่อม

3) เมื่อปิดแคลมป์เชื่อมและอัดแรงดัน ไม่เพียงแต่สามารถปรับขนาดแรงดันได้ แต่เมื่อปิดแล้ว อิเล็กโทรดจะปิดเบา ๆ ซึ่งช่วยลดการเปลี่ยนรูปของแรงกระแทกและเสียงรบกวน

หุ่นยนต์เชื่อมเฉพาะจุด FANUC R-2000iB

งานเชื่อม

แก้ไข