激光加I技术基于机器人的自动激光焊接系统的开发DevelopmentofAutomaticLaserWeldingSystemBasedonRobot高能束流加工技术国防科技重点实验室白凤民巴瑞章[摘要]激光焊接作为一种高质量、高效率的焊接方法近年来得到了广泛的应用。机器人作为自动化技术与先进制造技术的典型代表和主要技术手段,在自动化焊接中发挥着重要的作用。本文介绍了在原有设备基础上,针对原有激光焊接设备存在的参数更改困难、时序控制精度低以及浪费人力、工作效率低等问题,利用激光器与机器人现有接口,进行了系统集成的软硬件设计,从而开发出一套基于机器人的自动激光焊接系统。实践表明,该系统操作方便,极大地提高了工作效率;完全可以控制机器人与激光器联动以及焊接过程中功率的调整,为激光焊接工艺的改进提供了有利的条件。关键词:激光焊接机器人系统集成[ABSTRACT]Laserweldingiswidelyusedre—centlyduetoitshighqualityandhighefficiency.Asatypicalrepresentativeandmaintechnology,robotplaysanimportantroleinautomaticwelding.onthebasisofformerequipment,whichisdifficulttochangepa珀me—tersandwithlowtime.wastedand10wefficiencyopera—tion,anautomaticlaserweldingsystembasedonrobotisdevelopedbymeansoftheexistinginterfaceofthelaserandtherobotandthedesignofhardwareandsoft—wareforsystemintegration.Thesystemisefficientandeasytooperate.Therobotand1aserworksynchronouslyandthepowerinweldingcanbeadjusted.ItishelpfulforimproVingweldingtechn0109y.Keywords:LaserweldingR0botSysteminte-gratiOn机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段,它在提升企业技术水平、稳定产品质量、提高生产效率等方面具有重要作用。工业机器人作为现代制造业主要的自动化装备,已广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、电子信息、家电、化工等行业,主要用于完成焊接、装配、搬运、加工、喷涂等复杂作业。据统计,目前全世界已有近100万台机器人投入使用,其中用于完成各种焊接作业的焊接机器人占全部机器人总数的45%以上。发展自动化、智能化焊接技术是提高航空制造技术机械制造业整体水平的重要环节。焊接自动化和焊接机器人能提供稳定的焊接质量,减轻工人劳动强度,提高生产率,降低生产成本…。激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法,日益受到人们的关注,在航空、航天、汽车、家电及电子信息产业中获得了广泛的应用幢J。我们配合使用AM356型YAG激光器与ABB公司的IRB2400型机器人,在激光焊接的课题研究和加工生产中取得了一定的成果,但由于机器人、激光器以及供气装置独立工作,存在着如下一些缺点:(1焊接参数一经设定,在整个焊接过程中不能改动,无法实现过程中的功率调整;(2很难控制机器人动作与激光器出光的时序;(3机器人、激光器和供气装置各需要一个人操纵,浪费人力,影响工作效率。为克服以上缺点,在原有的基础上,自主开发出一套基于机器人的自动激光焊接系统,实现整个焊接过程的自动化。1系统的总体构成系统构成如图1所示,主要由机器人、激光器和供气装置组成,此外还包括固定于机器手上与激光器相连的激光焊接头。图1自动焊接系统总体构成Fig.1Thegeneralconstitutionofautomaticweldingsystem系统改进前,激光器负责设定及控制焊接过程中激光的功率、功率的上升与下降时间、光闸的打开与关闭等参数;机器人利用示教器进行编程,拖动焊接头按135万方数据激光翻I技术程序设定的路径移动;供气装置提供相应的保护气体。而改进后的系统中,机器人作为整个系统的控制核心,由它来决定激光器的开光/关光时刻、设定功率等参数以及控制供气装置的工作状态。对于焊接自动化单元,关键是解决机器人和其他设备之间的信息互联与协调问题L3j。机器人与激光器都提供了大量的数字I/O接口,为二者的互联提供了可能。2系统硬件硬件部分是整个系统的基础。机器人和激光器的互联,关键是确定I/O口的连接方式。机器人自身配有多块I/O卡,PLl08是对激光器进行外部控制的接口卡。根据设备自身【/0口的设置和系统工作的需要,确定如图2、3所示的硬件连接方式(R是机器人接口,L是激光器接...