華工法利萊二維切割焊接平臺(tái)結(jié)合ABB機(jī)器人在光纖激光切割和焊接機(jī)中的應(yīng)用

一、中航精機(jī)500W光纖激光切割機(jī)系統(tǒng)主要設(shè)備及工作流程介紹

主要設(shè)備有ABB2400機(jī)器人，IPG500W光纖激光器，SR-500W切割頭，XY軸二維滑臺(tái)，PLC控制柜，冷水機(jī)，切割頭立柱及激光防護(hù)罩，工件上料預(yù)定位夾具，機(jī)器人定位氣爪，工件檢具，工件下料臺(tái)。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如下圖所示。

      ABB2400機(jī)器人臂長(zhǎng)1.5米，負(fù)載7公斤。IPG500W激光器輸出功率500W，XY二維滑臺(tái)行程60MM，PLC采用臺(tái)達(dá)PLC多軸插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)模塊20PM系列中的兩軸插補(bǔ)定位模塊20PM00D。驅(qū)動(dòng)器采用安川V系列的100W。
     操作工先在觸摸屏上選好要加工的工件型號(hào)，將工件放在預(yù)定位夾具上，按下啟動(dòng)按鈕，工件滑入到加工區(qū)。機(jī)器人等待工件進(jìn)入到加工區(qū)后，自動(dòng)行走到預(yù)定位夾具上方抓料，機(jī)器人抓好料后，再運(yùn)動(dòng)到切割頭下方切割，機(jī)器人在切割過(guò)程中可以旋轉(zhuǎn)工件姿態(tài)，變換切割角度。切割頭在PLC控制下做線性插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)。切割完工件后，機(jī)器人又抓料運(yùn)動(dòng)到檢具上方，按切割孔位去穿插定位銷，穿入定位銷中則系統(tǒng)認(rèn)為是合格的工件。未能穿入定位銷中，系統(tǒng)就認(rèn)為是不合格的工件。合格的工件機(jī)器人會(huì)把它放在合格的料堆中，不合格的工件機(jī)器人會(huì)把它放在不合格的料堆中。機(jī)器人在放料結(jié)束后，若預(yù)定位夾具上還有工件則機(jī)器人繼續(xù)重復(fù)上述工作過(guò)程。

二、 中航精機(jī)2KW光纖激光焊接機(jī)主要設(shè)備介紹及工作流程
主要設(shè)備有床身，三軸滑臺(tái)模組，ROFIN2KW光纖激光器，進(jìn)口PRECITEC光纖焊接頭，PLC柜，冷水機(jī)。PLC采用臺(tái)達(dá)20PM系列中的三軸插補(bǔ)定位模塊20PM00M，驅(qū)動(dòng)器采用安川V系列。

系統(tǒng)采用雙工位焊接模式，一個(gè)工位上料后進(jìn)行焊接，另個(gè)工位可以同時(shí)上料并等待焊接。放工件在焊接工作臺(tái)上，按下啟動(dòng)按鈕，工件自動(dòng)夾緊，工作臺(tái)移動(dòng)到焊接區(qū)內(nèi)，焊接頭在XYZ三軸滑臺(tái)模組驅(qū)動(dòng)下作平面XY方向焊接，Z軸可調(diào)節(jié)焊接焦距高度。焊接完成后工作臺(tái)退出。在動(dòng)作流程中工件的夾緊，工作臺(tái)的移動(dòng)，焊接頭的運(yùn)動(dòng)全部由PLC控制完成。操作工只要在觸摸屏上選好要加工零件的種類，PLC自動(dòng)會(huì)調(diào)取相應(yīng)零件的加工G代碼及焊接速度和功率。軸的運(yùn)動(dòng)控制功能都可在觸摸屏上完成。

三、臺(tái)達(dá)PLC多軸插補(bǔ)定位模塊應(yīng)用分析

優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低編程調(diào)試簡(jiǎn)單，支持三個(gè)軸可以做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，支持G代碼和M代碼編程。20PM運(yùn)動(dòng)控制系列PLC可搭配安川伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)脈沖和方向控制來(lái)控制XY二維工作移動(dòng)?？纱钆渑_(tái)達(dá)DVP系列的數(shù)字量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊，在完成運(yùn)動(dòng)控制的基礎(chǔ)上還可實(shí)現(xiàn)IO的控制。PLC通過(guò)RS232口和觸摸屏連接，可實(shí)現(xiàn)各種軸相關(guān)的控制功能，加工工藝數(shù)據(jù)庫(kù)可讀可修改可存儲(chǔ)，操作界面美觀易操作。當(dāng)運(yùn)動(dòng)插補(bǔ)軸在3個(gè)軸以下時(shí)，可用PLC代替數(shù)控系統(tǒng)來(lái)做運(yùn)動(dòng)控制。

缺點(diǎn)：只支持最多3個(gè)軸可以做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，G代碼和M代碼要在編程時(shí)寫好和PLC程序一同下載入PLC內(nèi)，不方便修改。

四、臺(tái)達(dá)20PMPLC控制下的二維切割平臺(tái)和ABB機(jī)器人相結(jié)合的應(yīng)用分析

　　中航精機(jī)500W切割機(jī)是機(jī)器人抓料送到切割頭下進(jìn)行平面切割，這種切割方式比單用機(jī)器人帶切割頭切割的方式要更好。機(jī)器人帶切割頭的方式切割精度控制在0.1mm以上，切割功率設(shè)定在500W，工件厚度在3mm時(shí)，切割速度也不超過(guò)30mm/s。而機(jī)器人結(jié)合PLC控制的二維切割平臺(tái)切割精度控制在0.1mm以下，切割功率設(shè)定在500W，工件厚度在3mm時(shí)，切割速度可達(dá)30mm/s。機(jī)器人配上相應(yīng)的氣動(dòng)夾具和主控PLC之間建立握手聯(lián)絡(luò)信號(hào)，可完成除切割動(dòng)作外的搬運(yùn)動(dòng)作，如：自動(dòng)抓料，自動(dòng)檢料，自動(dòng)放料，還可變換工件的切割姿態(tài)。單獨(dú)的一臺(tái)三維機(jī)器人激光切割機(jī)或平面激光切割機(jī)是不能完成又能切割又能搬運(yùn)動(dòng)作的。若工件切割精度不高時(shí)，可用機(jī)器人抓工件作切割，切割頭不動(dòng)，同時(shí)機(jī)器人還可完成搬運(yùn)的動(dòng)作要求。若焊接機(jī)配上機(jī)器人做上料和下料動(dòng)作，則加工效率和自動(dòng)化程度會(huì)大幅提升。