Giáo trình Thực hành hàn Rôbot - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU BÀI 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ROBOT HÀN HỒ QUANG Robot hàn hồ quang Nguồn hàn Súng hàn hồ quang Bộ cấp dây .9 Định vị giữ cố định vật hàn Bộ làm súng hàn 11 Bộ định tâm 11 Tủ điều khiển 12 Bảng dạy 12 10 Chức phím 14 11 Hộp thao tác 18 12 Các điều kiện an toàn vận hành ROBOT hàn 19 13 Các ý an toàn 21 13.1 Các ý an toàn chung robot 21 13.2 Các biện pháp an toàn cho người vận hành .21 13.3 Các biện pháp an tồn lập trình 23 13.4 Các biện pháp an toàn trước điều khiển tự động 24 13.5 Các biện pháp an toàn điều khiển tự động 25 13.6 Các biện pháp an toàn sau hoàn thành trình điều khiển 25 13.7 Các biện pháp an toàn hàn hồ quang điện .25 BÀI 28 VẬN HÀNH ROBOT THEO CÁC HỆ TRỤC TỌA ĐỘ 28 Chuẩn bị 28 1.1 Kiểm tra hệ thống 28 1.2 Khởi động hệ thống 28 Vận hành Robot .29 2.1 Các hệ trục toạ độ 29 2.1.1 Hệ trục toạ độ Joint .29 2.1.2 Hệ trục toạ độ Robot 30 2.1.3 Hệ trục toạ độ Tools 33 2.2 Các bƣớc dạy học cho robot 34 2.3 Chuẩn bị trước dạy 35 2.3.1 Tạo chương trình 35 2.3.2 Liệt kê chương trình tạo 36 2.4 Dạy 37 2.4.1 Những hiển thị hình dạy 37 2.4.2 Các phép nội suy 38 2.4.3 Mức độ xác 39 2.4.4 Những thao tác dạy 41 2.4.5 Các phương pháp dạy 42 BÀI 43 LẬP TRÌNH THEO PHƢƠNG PHÁP NORMAL TEACHING 43 Chuẩn bị 43 1.1 Kiểm tra hệ thống 43 1.2 Khởi động hệ thống 43 Thực lập trình 44 2.1 Cấu trúc chương trình 44 2.2 Lập chương trình (Teaching) 44 Kiểm tra chƣơng trình vừa lập (CHECK BACK/CHECK GO) 51 3.1 Kiểm tra trình tự bước [CHECK GO] 52 3.2 Kiểm tra bước theo thứ tự ngược lại [CHECK BACK] 53 3.3 Kiểm tra bước cách liên tục 54 3.4 Nhảy bước quy định [Step jump] 54 Thay đổi, chỉnh sửa chƣơng trình 55 4.1 Thay đổi vị trí robot 56 4.2 Ghi đè lệnh di chuyển 57 4.3 Chèn câu lệnh (Insert) 58 4.4 Xoá câu lệnh (Delete) 59 4.5 Chỉnh sửa câu lệnh (Edit) 60 Copy, xóa, đổi tên chƣơng trình 63 5.1 Copy chương trình 63 5.2 Xóa chương trình (Delete) .64 5.3 Đổi tên chương trình (Rename) .65 BÀI 67 LẬP TRÌNH THEO PHƢƠNG PHÁP EASY TEACHING .67 Chuẩn bị 67 1.1 Kiểm tra hệ thống 67 1.2 Khởi động hệ thống 67 Thực lập trình 68 2.1 Chọn chế độ dạy .68 2.2 Các lệnh chức ghi .76 2.3 Các lệnh chức điển hình 76 Thay đổi, chỉnh sửa chƣơng trình 80 3.1 Thay đổi vị trí robot 80 3.2 Ghi đè lệnh di chuyển 81 3.3 Chèn câu lệnh (Insert) .82 3.4 Xoá câu lệnh (Delete) 84 3.5 Chỉnh sửa câu lệnh (Edit) 85 Kiểm tra chƣơng trình vừa lập (CHECK BACK/CHECK GO) .87 4.1 Kiểm tra trình tự bước [CHECK GO] .88 4.2 Kiểm tra bước theo thứ tự ngược lại [CHECK BACK] 89 4.3 Kiểm tra bước cách liên tục 90 4.4 Nhảy bước quy định [Step jump] 90 Copy, xóa, đổi tên chƣơng trình 91 5.1 Copy chương trình 91 5.2 Xóa chương trình (Delete) .92 5.3 Đổi tên chương trình (Rename) .93 5.4 Lệnh gọi chương trình 94 BÀI THIẾT LẬP CHẾ ĐỘ HÀN 95 Một số thuật ngữ thƣờng dùng 95 Chức phím f q trình cài đặt thông số hàn 97 Các thao tác hàn 99 3.1 Thao tác đẩy dây hàn rút dây hàn vào 99 3.2 Bật tắt lệnh hàn 99 3.3 Kiểm tra khí gas 100 3.4 Chọn máy hàn 100 3.5 Bật tắt dao động (Weaving ON/OFF) 100 3.6 Bật tắt dao động (Weaving ON/OFF) 100 Thiết lập chế độ hàn 100 4.1 Chọn chương trình cần làm việc 100 4.2 Chèn câu lệnh hồ quang 102 4.3 Chèn câu lệnh dao động 104 BÀI CHẠY TỰ ĐỘNG 106 Các phƣơng pháp khởi động chạy tự động 106 Các phƣơng pháp chạy tự động (5 phƣơng thức vận hành) 108 1.1 Step Playback (bước) 108 2.2 Cycle Playback (chu kỳ) 109 2.3 Cycle Step by step Playback (từng bước theo chu kỳ) 109 2.4 Continue Playback (liên tục) 110 2.5 Continue Step by step Playback (từng bước cách liên tục) 110 Chỉ định bƣớc từ chạy tự động 111 Tốc độ vận hành bƣớc khởi động đƣợc định 111 Thực chạy tự động (playback) 112 5.1 Phương pháp khởi động 112 5.2 Phương pháp khởi động 113 5.3 Phương pháp khởi động nhiều trạm 115 LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ hàn lĩnh vực khoa học liên ngành nhiều lĩnh vực sản xuất nhƣ đóng tàu, lƣợng, dầu khí, hóa chất, chế tạo máy, khí tài, hàng khơng vũ trụ, Trong Robot hàn hồ quang ngày phát triển ứng dụng mạnh trình chế tạo kết cấu hàn nhằm thay ngƣời Để đào tạo nguồn nhân lực có chất lƣợng cao, phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam Định nói chung Bộ mơn Cơ khí Hàn nói riêng ln trọng đến vấn đề phát triển Chƣơng trình viết Giáo trình phục vụ cho nhu cầu nâng cao chất lƣợng đào tạo Giáo trình thực hành hàn Robot cung cấp cho Sinh viên kiến thức kỹ cấu tạo, vận hành, phƣơng pháp lập trình điều khiển Robot để hàn đƣờng hàn có biên dạng khác (đƣờng thẳng, đƣờng cong, đƣờng phức tạp, ) Ngoài Giáo trình cịn dùng làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên; Làm tài liệu học tập nghiên cứu cho sinh viên ngành công nghệ hàn Chúng xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Cơ khí Hàn, khoa Cơ khí, trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam Định tạo điều kiện thuận lợi cho việc biên soạn Giáo trình này, đặc biêt Hơi đồng Khoa học Nhà trƣờng đóng góp ý kiến nhận xét quý báu Do hạn chế kiến thức, kinh nghiệm nhƣ thời gian, tài liệu khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp Các ý kiến xin gửi Bộ mơn Cơ khí Hàn – Khoa Cơ khí, P 207, tầng 2, Nhà C- trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Nam Định Tác giả BÀI 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ROBOT HÀN HỒ QUANG Một hệ thống Robot thông thƣờng gồm Robot, bảng dạy, thiết bị ngoại vi khác Tất đƣợc kết nối với tủ điều khiển (Hình 1.1) Hình 1 Hệ thống robot hàn hồ quang Tay máy Súng hàn Tủ điều khiển Bộ phận cấp dây hàn Bảng dạy 8,9 Ống dẫn điện cực Hộp thao tác 10 Cuộn dây điện cực Nguồn hàn Robot hàn hồ quang - Rô bốt hàn hồ quang thực chất tay máy công nghiệp đƣợc gắn đầu công nghệ hàn nhằm thay ngƣời thực q trình cơng nghệ hàn - Các tay máy công nghiệp sử dụng công nghệ hàn (Các rơ bốt hàn hồ quang) thƣờng có trục (6 bậc tự do) nhiều hơn, có khả thực chuyển động nhƣ cách ngƣời thao tác Góc súng hàn góc di chuyển thay đổi để hàn vị trí khơng gian, vị trí khó tiếp cận Cánh tay robot gọn nhẹ có tầm với lớn Các cánh tay robot nhiều nhà cung cấp bán sẵn nhƣ ABB, FANUC, PANASONIC, KUKA, MOTOMAN(Hình 1.2) - Robot hàn hồ quang có đặc tính PTP (Point To point) hay CP (Continuous Path) nghĩa trình di chuyển robot đồng thời trình làm việc đầu công nghệ - Chuyển động robot chuyển động liên tục loại robot khả trình (có phận giao tiếp với ngƣời) - Thƣờng dùng cấu điều khiển Servo (điều khiển kín) hầu hết trục robot để điều khiển vị trí vận tốc - Có sử dụng hệ thống cảm biến tín hiệu - Robot hàn phải đƣợc lập trình làm việc, cần đƣợc hƣớng dẫn điểm đầu điểm kết thúc, hƣớng làm việc, thao tác đầu mỏ hàn nhƣ nào, thông số hàn phải đƣợc lƣu vào nhớ Khi cần thiết hiệu chỉnh thay đổi đƣợc Hình Tay máy Nguồn hàn - Nguồn điện hàn phải điều khiển đƣợc dịng điện điện áp hàn thích hợp cho trình hàn.(hình 1.3) Hình Nguồn hàn Các loại nguồn điện hàn tự động cấu tạo phức tạp nguồn điện hàn bán tự động Nguồn điện hàn tự động có khả giao tiếp với tủ điều khiển (hệ thống điều khiển Rơbơt) lập trình điều khiển thông số chế độ hàn thông qua hộp dạy “Teach pandent” Có loại nguồn hàn hồ quang - Nguồn điện hàn công suất không đổi - Nguồn điện hàn áp không đổi - Nguồn điện hàn dịng khơng đổi Súng hàn hồ quang - Sùng hàn dùng để đƣa điện cực vũng hàn, truyền dòng điện hàn vào dây điện cực tạo vùng khí bảo vệ bao quanh vùng hồ quang hàn Có nhiều kiểu súng hàn khác nhau, tùy theo trình hàn, cƣờng độ dịng điện hàn, đƣờng kính dây điện cực loại khí bảo vệ, - Súng hàn đƣợc làm mát nƣớc luân chuyển khí Đối với qúa trình hàn dùng điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ hàn hồ quang điện cực lõi thuốc, dùng khơng dùng khí bảo vệ - Các súng hàn dạng thẳng cong Súng hàn cong để tiếp cận mối hàn dễ dàng (Hình 1.4) - Chức súng hàn truyền dịng điện cho điện cực Đối với trình hàn dùng điện cực nóng chảy, dịng hàn đƣợc truyền tới điện cực chuyển động qua súng hàn Hình Súng hàn hồ quang - Chức thứ hai súng hàn cấp khí bảo vệ tới vùng hàn (nếu có) Hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí bảo vệ dùng khí hoạt tính CO hỗn hợp khí trơ, thƣờng argon với CO2 ô-xy - Súng hàn đƣợc lắp vào thân robot khâu, khớp nối thích hợp Thƣờng ly hợp chống va đập, phòng điện cực bị dính va chạm lắp đặt, khởi động (Hình 1.5) Hình Ly hợp chống va đập Bộ cấp dây - Bộ cấp dây dùng để cấp dây điện cực (bổ sung kim loại điền đầy mối hàn) qúa trình hàn tự động Điều cho phép linh hoạt việc thiết lập nhiều tốc độ cấp dây khác để phù hợp với yêu cầu cụ thể trình sản xuất kết cấu hàn Thông thƣờng, cấp dây đƣợc lắp cánh tay robot, độc lập với nguồn hàn (Hình 1.6) - Với hàn tự động, cần có giao diện điều khiển điều khiển robot, nguồn cấp dây Hệ thống cấp dây hàn phải phù hợp với trình hàn kiểu nguồn điện đƣợc sử dụng - Điện cực phần mạch hàn, kim loại nóng chảy từ điện cực điền đầy vào mối hàn Có hai loại cấu cấp dây điện cực khác Nguồn điện hàn kiểu dòng điện không đổi cần cấp dây cảm áp, tốc độ cấp dây thay đổi liên tục theo thay đổi điện áp Còn nguồn điện áp không đổi cần tốc độ cấp dây không đổi suốt trình hàn Hình Bộ cấp dây Định vị giữ cố định vật hàn - Để nối vật hàn, vật hàn phải đƣợc chỉnh xác giữ chắn chỗ trình hàn Một điều quan trọng cách thiết kế khung giữ vật hàn vị trí thích hợp Bộ phận phải thao tác nhanh dễ dàng, giữ vật hàn chúng dính vào phải cho phép súng hàn tự tiếp cận mối hàn (hình 1.7) Hình Khung giữ - Bộ định vị đƣợc thiết kế giống nhƣ hàn tay, chuyên biệt để tăng tính linh hoạt tầm hoạt động hệ thống hàn tự động Độ xác phải cao Ngồi ra, điều khiển định vị robot phải tƣơng thích tuân thủ theo điều khiển robot trung tâm để đạt đƣợc chuyển động phối hợp tức nhiều trục hàn - Tuy nhiên, thao tác nâng hạ phận tĩnh hệ robot tốn thời gian phi thực tế Sẽ hiệu có hai hay nhiều khung giữ định vị vật hàn quay, chi phí ban đầu cao (hình 1.8) Hình Bộ định vị vật hàn quay 10 ... quang, khói hàn phơi nóng, điều khiển trình hàn - Hãy bắt đầu trình điều khiển tự động bên hàng rào bảo vệ, 13.6 Các biện pháp an toàn sau hoàn thành q trình điều khiển - Sau hồn thành q trình điều... lập trình, ngƣời đảm nhận cơng việc thực tế ngƣời có nhiệm vụ giám sát - Những ngƣời vận hành lập trình ngƣời giám sát phải hồn thành khố đào tạo đặc biệt - Cần phải báo cho ngƣời vận hành lập trình, ... không đổi suốt trình hàn Hình Bộ cấp dây Định vị giữ cố định vật hàn - Để nối vật hàn, vật hàn phải đƣợc chỉnh xác giữ chắn chỗ trình hàn Một điều quan trọng cách thiết kế khung giữ vật hàn vị trí