摘要:
在原有的基础上进行创新以及设计，成功开发出一套3台行走弧焊机器人，采用左右工位布局工装夹具，任何一个工装工位均具有自动扶梯桁架自动化焊接系统，该系统由气缸升降平台4组以及伺服行走机构1个组成。自动扶梯桁架自动化焊接系统主控制器主要为中型PLC以及触摸屏，可以自动控制以及安全控制工件选型工作、工装伺服行走机构定位工作以及整个机器人焊接系统工作等。
关键词:
自动扶梯;桁架机器人;自动化焊接系统;设计分析
1前言
随着社会的发展，我国国内房地产以及公共交通等实现明显的发展。所以，自动扶梯的需求量则呈现一个逐渐上涨的趋势。自动扶梯桁架部分是自动扶梯最为重要的核心部件，自动扶梯桁架部分种类以及规格非常的多，大致其焊缝的数量非常的庞大，目前来说，我国国内生产自动扶梯的厂家一般都是使用人工焊接模式完成生产的［1］。但是，目前人工成本正处在一个逐渐增加的趋势下，同时工人对自己的工作条件要求逐渐变高，这样一来自动扶梯桁架人工焊接模式就很难满足大批量生产自动扶梯的需要。
2自动扶梯桁架机器人自动化焊接系统设计
对多种规格的工件、焊接效率、机器人臂长进行综合考虑。完成一套3台行走弧焊机器人的设计，采用左右工位布局工装夹具，任何一个工装工位均具有自动扶梯桁架自动化焊接系统。由气缸升降平台4组以及伺服行走机构1个组成。可以自动化焊接近百种规格工件。
3电气控制系统设计分析
3．1控制系统框图。
想要从根本上满足安全生产的需要以及便于操作控制要求，需要由以下两个部分来组成整个控制系统设计:首先是工装部分控制，其次是焊接机器人的主控系统部分控制，对上述整个控制系统结构进行分析。
3．2控制部分硬件组成分析以及其主要功能设计情况。
首先，主控部分控制核心部件主要是西门子S7－300系列PLC以及触摸屏［2］。信号交互则主要选取KUKA机器人3台跟Profibus－DP总线两者，在上述的基础上监控机器人的状态，对机器人的急停、暂停、启动以及再启动进行控制，通过IO信号的硬接，对周边部分的安全进行控制在触摸屏上的设计界面能够完成工装状态、机器人的状态、周边设备各种状态的显示，并且完成有效的监控。其次，工装部分主要由以下两个部分构成:第一个是伦茨触摸屏，第二个是PLC一体化控制器，一般会选取使用CANBUS通讯模式，选取两台工装移动伺服，选取七个中继盒以及两个工装操作盒来完成一个CANBUS网络架构的有效构成。CANBUS网络架构主要的功能就是有效的选择、检测、判别工装工件型号，实现手动操作以及自动定位工装伺服机构等。
4系统自动化控制分析
自动化控制首要的工作就是建立工装坐标系统，列出所有的区域号。其次是完成机器人外部轴坐标系统的构建，做好变换工件工作，同时保证工装移动的标准距离，也就是说，机器人焊接程序点位需要严格沿着外部轴作作平移，促使机器人的示教工作大大减少［3］。其次就是完成工装自动控制程序的设计，本次研究选取的工装系统控制开发环境是CodeSys编程软件，在实际工作中，采取国际标准IEC61131－3完成语言编程，对上述整个工装系统进行严格有效的控制。再次是实现主控自动控制程序的有效设计，在实际工作中，选取机器人外部控制模式，在定位工件以及完成工件安装工作之后，准确给定程序的代号，使用双手启动按钮的方式完成机器人相应工件焊接程序的自动调用，对3台机器人进行控制，并且促使其完成焊接整体工件，机器人在进行焊接的过程中，可以顺利的实现3台机器人故障的暂停、手动暂停以及急停，或者是再启动等工作。最后是使用机器人坐标平移传感器以及接触传感器。重点关注实际精度大小，考虑平移或者是镜像之后，重点考虑其存在的误差，之后准确的定位基准焊缝起始点以及基准焊缝结束点，对焊接轨迹产生的偏差进行修正［4］。
5总结
自动扶梯桁架机器人自动化焊接系统从根本上取代了人工焊接模式，就是使用一套工装夹具就可以从根本上解决各种规格的自动扶梯桁架工件焊接，具有操作方便以及稳定可靠等优势，在实际工作中使用，可以促使焊接的质量以及焊接的生产效率实现根本性的提升，目前工厂已经针对上述机器人进行大批量的生产，经济效益以及社会效益非常的显著。
作者：王鲁非 单位：沈阳通用机器人技术股份有限公司
参考文献:
［1］张华军．大厚板高强钢双面双弧焊新工艺及机器人自动化焊接技术［D］．哈尔滨工业大学，2012．1211．
［2］毛志伟．旋转电弧传感移动焊接机器人机构设计与仿真［D］．南昌大学，2013．21．
［3］张晓辉．焊接机器人控制系统的研究与设计［D］．东华大学，2012．33．