Robot de soldadura
Los robots de soldadura son robots industriales que se dedican a la soldadura (incluido el corte y la pulverización). Según la definición de robot de soldadura estándar de terminología de robots industriales de la Organización Internacional de Normalización (ISO), un robot industrial es un manipulador de control automático (manipulador) reprogramable y multipropósito con tres o más ejes programables para el campo de la automatización industrial. Para adaptarse a diferentes usos, la interfaz mecánica del último eje del robot suele ser una brida de conexión, a la que se pueden conectar diferentes herramientas o efectores finales. El robot de soldadura es una abrazadera de soldadura o una pistola de soldadura (corte) instalada en la brida del extremo del eje del robot industrial, de modo que pueda realizar soldadura, corte o pulverización térmica.
Con el desarrollo de la tecnología electrónica, la tecnología informática, el control numérico y la tecnología robótica, la tecnología de las estaciones de trabajo robóticas de soldadura por arco automático se ha vuelto cada vez más madura desde que se utilizó en la producción en la década de 1960. Tiene principalmente lo siguiente. ventajas:
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1) Estabilizar y mejorar la calidad de la soldadura
2) Mejorar la productividad laboral
3) Mejorar la intensidad del trabajo de los trabajadores y; permitirles trabajar en entornos dañinos
4) Reduce los requisitos de habilidades operativas de los trabajadores;
5) Acorta el período de preparación para la modificación y reemplazo del producto y reduce la inversión correspondiente en equipos; .
Por ello, ha sido muy utilizado en todos los ámbitos de la vida.
Composición
El robot de soldadura se compone principalmente de dos partes: el robot y el equipo de soldadura. El robot consta del cuerpo del robot y del armario de control (hardware y software). El equipo de soldadura, tomando como ejemplo la soldadura por arco y la soldadura por puntos, consta de una fuente de energía para soldar (incluido su sistema de control), un alimentador de alambre (soldadura por arco), una pistola de soldar (pinzas) y otras partes. Para los robots inteligentes también deberían existir sistemas de detección, como sensores láser o de cámara, y sus dispositivos de control.
Forma estructural y rendimiento
Los robots de soldadura producidos en varios países del mundo son básicamente robots de unión, y la mayoría de ellos tienen 6 ejes. Entre ellos, los ejes 1, 2 y 3 pueden enviar la herramienta final a diferentes posiciones espaciales, mientras que los ejes 4, 5 y 6 resuelven diferentes requisitos para las posturas de la herramienta. La estructura mecánica del cuerpo del robot de soldadura tiene principalmente dos formas: una es una estructura de paralelogramo y la otra es una estructura de montaje lateral (péndulo). La principal ventaja de la estructura de montaje lateral (tipo oscilante) es el gran rango de movimiento de los brazos superior e inferior, lo que hace que el espacio de trabajo del robot sea casi tan grande como una esfera. Por lo tanto, este tipo de robot puede trabajar boca abajo sobre el marco para ahorrar espacio en el suelo y facilitar el flujo de objetos terrestres. Sin embargo, este robot de montaje lateral tiene una estructura voladiza en su segundo y tercer eje, lo que reduce la rigidez del robot. Generalmente es adecuado para robots con cargas más pequeñas y se utiliza para soldadura por arco, corte o pulverización. El brazo superior del robot de paralelogramo es accionado por un tirante. El tirante y el antebrazo forman dos lados de un paralelogramo. De ahí el nombre. Los robots de paralelogramo desarrollados anteriormente tenían un espacio de trabajo más pequeño (limitado al frente del robot), lo que dificultaba trabajar al revés. Sin embargo, los nuevos robots de paralelogramo (robots paralelos) desarrollados desde finales de la década de 1980 han podido ampliar el espacio de trabajo hacia la parte superior, trasera e inferior del robot sin el problema de rigidez del posicionamiento de los robots, por lo que han recibido una atención generalizada. Esta estructura es adecuada no sólo para robots ligeros sino también para robots pesados. En los últimos años, la mayoría de los robots de soldadura por puntos (con una carga de 100 a 150 kg) utilizan robots con estructura de paralelogramo.
Cada eje de los dos robots anteriores realiza un movimiento giratorio, por lo que se utiliza un servomotor para pasar el reductor de rueda cicloide (RV) (1-3 ejes) y el reductor armónico (1-6 ejes). Antes de mediados de la década de 1980, los servomotores de CC se utilizaban para robots accionados eléctricamente. Desde finales de la década de 1980, varios países han cambiado a los servomotores de CA. Dado que el motor de CA no tiene escobillas de carbón y tiene buenas características dinámicas, el nuevo robot no sólo tiene una baja tasa de accidentes, sino que también tiene un tiempo libre de mantenimiento considerablemente mayor y una rápida velocidad de aceleración (desaceleración). La velocidad máxima de movimiento de algunos nuevos robots livianos con una carga de menos de 16 kg puede alcanzar más de 3 m/s en el punto central de la herramienta (TCP), con un posicionamiento preciso y baja vibración. Al mismo tiempo, el gabinete de control del robot también utiliza una microcomputadora de 32 bits y un nuevo algoritmo, de modo que tiene la función de optimizar automáticamente la ruta y la trayectoria de carrera está más cerca de la trayectoria enseñada.
Características de los robots de soldadura por puntos Funciones básicas de los robots de soldadura por puntos
La soldadura por puntos no tiene requisitos muy altos para los robots de soldadura. Debido a que la soldadura por puntos solo requiere control de puntos, no existen requisitos estrictos sobre la trayectoria de movimiento de la abrazadera de soldadura entre puntos. Esta es también la razón por la que los robots solo se pueden usar para soldadura por puntos al principio.
El robot utilizado para la soldadura por puntos no solo debe tener suficiente capacidad de carga, sino que también debe ser rápido al cambiar entre puntos, moverse suavemente y posicionarse con precisión para reducir el tiempo de cambio y mejorar la eficiencia del trabajo. La capacidad de carga que necesita el robot de soldadura por puntos depende del tipo de pinza de soldadura utilizada. Para soldar pinzas separadas del transformador, es suficiente un robot con una carga de 30 a 45 kg. Sin embargo, por un lado, este tipo de abrazadera de soldadura tiene un cable secundario largo y una gran pérdida de potencia, lo que no favorece que el robot extienda la abrazadera de soldadura hacia la pieza de trabajo para soldar; por otro lado, el cable sigue oscilando; el movimiento del robot y el cable se daña rápidamente. Por lo tanto, el uso de abrazaderas de soldadura integradas está aumentando gradualmente. La masa de esta pinza de soldadura junto con el transformador es de unos 70 kg. Teniendo en cuenta que el robot debe tener suficiente capacidad de carga y poder enviar las pinzas de soldadura a una posición espacial para soldar con una gran aceleración, generalmente se seleccionan robots de servicio pesado con una carga de 100 a 150 kg. Para cumplir con los requisitos de desplazamiento rápido y de corta distancia de la abrazadera de soldadura durante la soldadura por puntos continua. El nuevo robot de alta resistencia añade la capacidad de completar un desplazamiento de 50 mm en 0,3 segundos. Esto plantea mayores requisitos en cuanto al rendimiento del motor, la velocidad de cálculo y el algoritmo del microordenador.
Equipo de soldadura de robots de soldadura por puntos
El equipo de soldadura de robots de soldadura por puntos utiliza abrazaderas de soldadura integradas y el transformador de soldadura se instala detrás de las abrazaderas de soldadura, por lo que el transformador debe ser tan pequeño como posible. Para transformadores con menor capacidad, se puede usar CA de frecuencia eléctrica de 50 Hz, mientras que para transformadores con mayor capacidad, se ha comenzado a utilizar tecnología de inversor para convertir CA de frecuencia eléctrica de 50 Hz en CA de 600 ~ 700 Hz, reduciendo el tamaño del transformador. Después de la transformación de voltaje, puede usar directamente soldadura de CA de 600-700 Hz, o puede realizar una rectificación secundaria y usar soldadura de CC. Los parámetros de soldadura se ajustan mediante temporizadores. El nuevo temporizador ha sido microcomputarizado, por lo que el gabinete de control del robot puede controlar directamente el temporizador sin necesidad de interfaces adicionales. Las tenazas de soldadura de los robots de soldadura por puntos suelen utilizar tenazas de soldadura neumáticas. La abertura entre los dos electrodos de las tenazas de soldadura neumáticas generalmente sólo tiene dos carreras. Además, una vez establecida la presión del electrodo, no se puede cambiar a voluntad. En los últimos años ha aparecido un nuevo tipo de pinza eléctrica para soldadura por puntos servo. La apertura y cierre de la abrazadera de soldadura es impulsada por un servomotor y alimentada por un disco codificado, de modo que la apertura de la abrazadera de soldadura se puede seleccionar y preestablecer arbitrariamente según las necesidades reales. Además, la fuerza de presión entre los electrodos también se puede ajustar de forma continua. Esta nueva pinza servo eléctrica para soldadura por puntos tiene las siguientes ventajas:
1) El ciclo de soldadura de cada punto de soldadura se puede reducir considerablemente, ya que el robot controla con precisión el grado de apertura de la pinza de soldadura y la robot Durante el movimiento entre puntos, las pinzas de soldar pueden comenzar a cerrarse y después de soldar un punto, las pinzas de soldar se pueden abrir mientras el robot se mueve. No es necesario esperar a que el robot esté en su lugar antes de que las pinzas de soldar se cierren. o después de que las pinzas de soldadura estén completamente abiertas, el robot se mueve nuevamente;
2) La apertura de la abrazadera de soldadura se puede ajustar arbitrariamente según la condición de la pieza de trabajo, siempre que no se produzcan colisiones o interferencias. la apertura debe reducirse tanto como sea posible para ahorrar tiempo de apertura y cierre de la abrazadera de soldadura.
3) Cuando la pinza de soldadura está cerrada y presurizada, no solo se puede ajustar la presión, sino que también los dos electrodos se cierran suavemente al cerrar, reduciendo la deformación por impacto y el ruido.
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