龙门架式焊接机器人系统设计

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1、机器人现代制造工程2010年第8期龙门架式焊接机器人系统设计1，21，2，322，34陈伟，孔令成，张志华，赵江海，王秀明(1江苏工业学院信息科学与工程学院，常州213164;2常州机械电子工程研究所，常州213164;3中国科学院合肥智能机械研究所，合肥230031;4淮河水利委员会通信总站，蚌埠，233001)摘要:针对特种马车底盘、大型地磅框架等大型焊接工件实际焊接需要，通过触摸屏和可编程控制器(PLC)将二维工作台与现有焊接机器人集成一体，设计一种龙门架式焊接机器人系统，并将其应用到地磅框架焊接中;给出

2、机械和控制系统的详细设计方案。实际使用结果显示，该焊接机器人系统在保留现有焊接机器人焊接精度的同时，大大扩大了焊接工艺范围。关键词:大型焊接工件;龙门架;可编程控制器;二维工作台;焊接机器人中图分类号:TP271+.4文献标识码:B文章编号:1671—3133(2010)08—0159—04DesignofgantrysystemofweldingrobotwithPLCandtouchscreen1，21，2，322，34CHENWei，KONGLing-cheng，ZHANGZhi-hua，ZHAOJian

3、g-hai，WANGXiu-ming(1SchoolofInformationScience＆Engineering，JiangsuPolytechnicUniversityChangzhou213164，Jiangsu，China;2ChangzhouInstituteofMechatronicsEngineering，Changzhou213164，Jiangsu，China;3InstituteofIntelligentMachines，ChineseAcademyofSciences，Hefei2300

4、31，China;4HuaiheRiverWaterResourcesCommissionCommunicationsStation，Bengbu233001，Anhui，China)Abstract:Basedonthepracticaldemandforthelarge-sizedweldingworkpieces，includingthespecialhorsecarchassisandlarge-sizedloadometerframework，thetwo-dimensionalstageandthe

5、presentweldingrobotareconnectedtogetherbyPLCandtouchscreentodesignaweldingrobotsystemwithgantry．Thedetaildesignofthemachineandcontrollingsystemisprovided．Thenewweldingrobotsystemnotonlymaintainstheweldingprecisionoftheweldingrobot，butalsoexpansetherangeofthe

6、wieldingpro-cess．Keywords:large-sizedweldingworkpieces;gantry;PLC;two-dimensionalstage;weldingrobot于特种马车底盘、地磅框架焊接。0引言1总体方案设计据不完全统计，全世界在役工业机器人中约有50%以上应用于焊接领域。但现有焊接机器人工艺龙门架式焊接机器人系统构成如图1所示，系统由2范围不是很大，一般在3.14m×340°以下，当然，也有底座1、齿轮齿条2、龙门架3、焊接机器人7、触摸屏和224.15m×340°和6

7、.43m×340°等工艺范围较大的，基PLC、伺服驱动器、伺服电动机4、5，以及传动支承6构成。本上能满足普通焊接场合的要求，而对于焊接特种马其中，焊接机器人7为六自由度工业焊接机器人，车底盘、大型地磅框架等焊接工艺范围较大的场合，其焊接精度高，但工艺范围较小，其适用于小工艺范围直接应用比较困难，且随着工艺范围的增大，焊接机内的高精度焊接;底座1、龙门架3、伺服电动机4与5、［3］器人价格也大幅攀升。为解决这一问题，本文采用龙传动支承6等构成二维XY工作台，用于把焊接机器门架式二维工作台与现有焊接机器人相结合的

8、方法，人移送到特定工作区域。实际施焊中，首先，根据不同设计一种工艺范围大的龙门架式焊接机器人系统，应焊接工件特点和焊接机器人7的工艺范围把整个工件［3］用于地磅框架焊接。实际使用结果显示，该龙门架划分成不同焊接子区域;然后，由龙门架式二维工作台式焊接机器人系统既保留现有焊接机器人焊接精度，按照一定程序将焊接机器人7移送到各焊接子区域，又扩大现有焊接机器人的工艺范围，能够很好地应用在各焊