汽车消排产品焊接机器人工作站设计与实现

摘要

本文结合实际进行工业机器人选型和焊机选型，并对工业机器人MOTOMAN-MA1400、DX100控制柜和CMT焊机工作原理进行详尽的分析，详细介绍汽车消排产品焊接机器人工作站组成、汽车消排产品工艺设计、焊接机器人工作站方案设计。重点介绍主站的方案设计，包括了主站的电气控制流程设计、主站PLC控制程序设计，该主站主控核心是PLC， PLC通过DeviceNet与机器人、从站实现通讯，PLC与触摸屏间采用C网通讯。最后详细介绍了焊接机器人工作站的安装与测试。
　　通过对汽车消排产品焊接机器人工作站设计与实现，实现双机器人与3个外部轴的联动，机器人可跟踪3个外部轴轨迹做出平滑的弧形;实现了MOTOMAN伺服电机与机器人外部轴变位机的联动;设计了大型翻转变位机，将焊接及上下料工位安装在同一个大翻转台上，员工在一个位置操作，同时机器人在另一位置焊接，实现物流和场地最小化。项目的实现大大减少了产品焊接变形，提高了产品焊接质量。同时减少了占地面积，使焊接物流顺畅，提高管理水平。最重要的是提高了劳动生产率，改善工人劳动强度，降低了人工成本。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外研究现状

1．1．1 工业机器人技术的发展

1．1．2 焊接机器人技术的发展

1．2 本课题研究的目的和意义

1．2．1 课题来源及意义

1．2．2 课题研究的内容

第二章 汽车消排产品焊接机器人工作站组成与设计

2．1 焊接机器人工作站组成

2．2 汽车消排产品焊接工艺设计

2．2．1 前消总成焊接工艺设计

2．2．2 后消筒体焊接工艺设计

2．2．3 后消总成焊接工艺设计

2．3 焊接机器人工作站方案设计

2．3．1 焊接机器人工作站方案设计思路

2．3．2 主站方案设计

2．3．3 从站一：焊接机器人方案设计

2．3．4 从站二：三轴伺服控制系统方案设计

2．4 前、后消总成焊接机器人工作站方案设计

2．4．1 工作站系统构成设计

2．4．2 变位协调运动机构设计

2．4．3 工作站内部整体布局设计

2．5 后消简体焊接机器人工作站方案设计

2．5．1 主要组成设计

2．5．2 双机双工位布局及夹具柔性化设计

2．6 焊接夹具方案设计

2．6．1 焊接夹具的设计原则

2．6．2 后消筒体焊接机器人工作站焊接夹具总成设计

2．6．3 后消总成焊接机器人工作站焊接夹具总成设计

2．6．4 前消总成焊接机器人工作站焊接夹具总成设计

2．7 安全防护设计

2．7．1 工作站外围防护设计

2．7．2 工作站安全设施设计

第三章 焊接机器人选型和工作原理

3．1 机器人选型

3．1．1 机器人选型原则

3．2 焊接机器人系统组成

3．3 机器人DX100控制柜组成

3．4 机器人DX100控制柜工作原理

3．4．1 机器人DX100机器人坐标与轴操作

3．4．2 机器人DX100机器人示教编程器

3．4．3 机器人DX100机器人示教

3．4．4 机器人DX100机器人再现

3．4．5 机器人DX100程序的管理

3．4．6 基板构成

3．5 焊机的选型

3．5．1 焊机的选型原则

3．5．2 福尼斯(Fronius)焊机CMT焊接技术

3．5．3 CMT送丝机系统

3．5．4 CMT冷却系统

第四章 汽车消排产品焊接机器人工作站的安装与测试

4．1 焊接机器人工作站安装

4．1．1 MOTOMAN-MA1400机器人安装

4．1．2 焊接机器人工作站安装效果图

4．2 焊接机器人性能测试

4．2．1 机器人系统诊断测试

4．2．2 机器人报警测试

4．2．3 机器人错误测试

4．2．4 DX100各基板的LED显示测试

4．3 MOTOMAN机器人与CMT焊机的弧焊测试

4．3．1 焊接轨迹参数的测试

4．3．2 应用CMT技术焊接产品测试试验

4．4 焊接机器人工作站安全操作规则

第五章 总结

5．1 项目技术关键及技术创新点

5．1．1 项目难点

5．1．2 项目的技术创新点

5．2 项目达到的技术性能指标

5．3 存在的技术问题

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况