石油化工管道焊接机器人

焊接机器人技术在石油化工行业的应用

由于石油化工装备结构型式多、安全运行要求高且主要是现场安装焊接，因此对焊接机器人的自动化水平和焊接质量提出了很高要求，焊接是石油化工装备安装的主要环节，对装备的使用性能产生直接影响。石化装备焊接结构的种类众多，使用条件各有不同，工作介质一般具有高温、高压、易燃、易爆、深冷、腐蚀的特点，对装备用钢和对应的焊接工艺均提出了较高要求。同时，常见的石化设备一般都规模较大，如球罐、管道等，许多工作都需要在施工现场完成。因此，为了适应特定的结构型式和现场施工要求，石化装备焊接机器人需要根据不同的应用对象和使用环境进行研发。 1 球罐焊接机器人

球罐大多是现场焊接，现场焊接作业的自动化和智能化是缩短球罐制造周期、提高球罐整体质量的关键。目前国内外球罐焊接机器人相对比较成熟，国外典型的球罐焊接机器人公司有美国BUG-O公司生产的全位置焊接设备主要由爬行机构、摆动机构、柔性或半柔性轨道等部分组成，在焊接过程中，该系统通过操作者的手动调整焊炬实现焊缝对中，自动化程度较低。加拿大GULLCO OSCILLATOR 公司的焊接机器人，使用药芯气保护和自保护焊丝，设备的高低和横向调整机构由焊工使用手动轮机械调节

自动化 焊接机器人 welding robot

焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的 工业机器人。工业机器人是一种多用途的、可 重复编程的自动控制操作机(Manipulator), 具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化 领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个 轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装 不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在 工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪 的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

优点

1)稳定和提高焊接质量； 2)提高劳动生产率； 3)改善工人劳动强度，可在有害环境下 工作； 4)降低了对工人操作技术的要求； 5)缩短了产品改型换代的准备周期，减 少相应的设备投资

实现自动化是焊接机器人的前进方向

机器人在焊接和切割应用中不断增加意味着对技术力量 需求的不断增加。显然，实现自动化是前进的方向，印 度的Finearc公司已经做出了这样的决策。 十年前，有人预测，印度工业将由于劳动力不足而会 朝机器人自动化系统方向发展，这种预测曾一度引起人 们的怀疑。但如今，专业焊接应用领域的市场领先 者——总部位于印度Pune的Finearc Systems公司，正 开始用机器人制造范围更广阔的焊接系统

一、创建模型

（1）启动ADAMS/View，在模型名称输入welding_robot，将单位设置成MMKS（Millimeter Kilogram Second (MMKS)毫米-公斤-秒）。

（2）设置工作工作环境。单击菜单【Setting】→【Working Grid】，在工作栅格对话框中，将工作栅格X和Y尺寸设置为1000mm，间距设置为25mm，将方向（

)设置为Global XZ，单击OK,单击

设置为25。

按钮，调整视图方

向，单击键盘上的F4键。打开坐标窗口，单击【Setting】→【Icons】，在图标设

置对话框中，将（3）创建底座构件。

①打开建模工具栏，单击拉伸按钮

，将选项设置成New Part、Profile设置

成point、勾选closed、path设置成backward、length设置成100，然后在图形区依次选择（-200,-200,0)、（200，-200,0）、（200,200,0）和4个位置，在选择完第四个点时，单击右键可创建一个拉伸体。在底座上单击右键，在弹出的菜单【Part:PART_2】→【Rename】,在弹出的修改名称对话框中输入base。

如图1（a)所示。

②在工具栏按钮中单击打孔按钮

，将半径设置

自动化必备

焊接机器人的现状及发展趋势2

众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也

可以保证焊接质量和提高焊接效率。



 然而，焊接又与其它工业加工过程不一样，比如，电弧焊过程中，被焊工件由于局部加热熔化和冷却产生变形，焊缝的轨迹会因此而发生变化。手工焊时有经验的焊工可以根据眼睛所观察到的实际焊缝位置适时地调整焊枪的位置、姿态和行走的速度，以适应焊缝轨迹的变化。然而机器人要适应这种变化，必须首先像人一样要“看”到这种变化，然后采取相应的措施调整焊枪的位置和状态，实现对焊缝的实时跟踪。由于电弧焊接过程中有强烈弧光、电弧噪音、烟尘、熔滴过渡不稳定引起的焊丝短路、大电流强磁场等复杂的环境因素的存在，机器人要检测和识别焊缝所需要的信号特征的提取并不像工业制造中其它加工过程的检测那么容易，因此，焊接机器人的应用并不是

一开始就用于电弧焊过程的。

 实际上，工业机器人在焊接领域的应用最早是从汽车装配生产线上的电阻点焊开始的。原因在于电阻点焊的过程相对比较简单

ENGINEERING ( SHANGHAI ) LTD.

ABB机 器 人 操 作 培 训

目

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

培训手册介绍

录

---------------------------------------------2 ---------------------------------------------3 ---------------------------------------------5 --------------------------------------------12 --------------------------------------------25 --------------------------------------------27 --------------------------------------------32 --------------------------------------------50 --------------------------------------------52 --------------------

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ABB机 器 人 操 作 培 训

目

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

培训手册介绍

录

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自动化 焊接机器人 welding robot

焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的 工业机器人。工业机器人是一种多用途的、可 重复编程的自动控制操作机(Manipulator), 具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化 领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个 轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装 不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在 工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪 的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

优点

1)稳定和提高焊接质量； 2)提高劳动生产率； 3)改善工人劳动强度，可在有害环境下 工作； 4)降低了对工人操作技术的要求； 5)缩短了产品改型换代的准备周期，减 少相应的设备投资

实现自动化是焊接机器人的前进方向

机器人在焊接和切割应用中不断增加意味着对技术力量 需求的不断增加。显然，实现自动化是前进的方向，印 度的Finearc公司已经做出了这样的决策。 十年前，有人预测，印度工业将由于劳动力不足而会 朝机器人自动化系统方向发展，这种预测曾一度引起人 们的怀疑。但如今，专业焊接应用领域的市场领先 者——总部位于印度Pune的Finearc Systems公司，正 开始用机器人制造范围更广阔的焊接系统

OTC焊接机器人基本操作说明

程序号的说明（程序起名）

将光标移动程序最前面“0”的地方，按FN99（说明），这时会出现一个界面，选择需要的符号或数字，按键选择确定，当输入完毕后按写入就好了。

查看产品代号相对应的程序

动作可能+程序，一览表

程序的合并

例如：1号工作台上的工件程序为1号，2号工作台上的工件程序为2号。现需要用1个控制盒来同时控制2个工位，那么就需要将2个工位的程序1号程序和2号程序合并在一起。

首先找一个空的程序，例如3号程序。在3号程序中按FN80（程序调用）——确定——输入1——确定，按FN41（机器人停止）——确定，按FN80——确定——输入2——确定，END

这时工位启动分配只要启动3号就可以同时控制1号程序和2号程序了。

文件的保护和删除

单个程序的保护：

开机界面——文件操作——保护——内部储存器——部分保护——程序，在程序处输入需要保护的程序号——确定——执行。

多个程序的保护：

开机界面——文件操作——保护——内部储存器——部分保护——程序——WORK——确定——PROGAM，用光标选择需要保护的程序——确定——执行。

单个程序的删除：

开机界面——文件操作——程序删除——内部储存器——程序，在程序处输入需要删除的程序号——确定——执行

气门工艺

第1章 基础知识

第1节 示教说明

所谓示教机器人，首先将所以作业流程提前设定进去，即输入机器人本体运行所需的资料，然后再

将所记录的数据（包括动作顺序、所记录的位置等）自动播放出来。简而言之，也就是能够将记录的

作业程序自动运行的机器人。 该机器人的示教方法有两种：直接示教和远离示教。直接示教是指直接拿机器人本体运行进行示教；远离示教则指用可移动的示教器对机器人进行示教，现机器人的示教均为此类。现将由示教到自动运转的概要如下图：

作业程序完成后，即进行自动运转。进行自动运转时，所选择的作业程序即重复再生。

电源的投入

外围设备的起动

气门工艺

第2节 组成说明

总体分机器人系统和周边设备。机器人系统包括：机器人本体、控制箱以及示教器和操作盒；周边

设备包括：焊机（或切割机）、送丝系统（焊丝盘及支架、送丝机及支架、同轴电缆、送丝管和焊枪

或切割枪等）。现以AX-V6+DM350系统图为例，参照如下：

以上，机器人系统包括一～四；周边设备则包括五～八等。

第3节 常用术语说明

气门工艺

术语 说明

悬式示教作业操纵按钮为进行机器人的手动操作或示教等者。 台

Deadman开关

为不使机器人因误操作等而不经意发生动作的安全装置。Deadman

浅谈焊接机器人的故障维修

作者单位 转向架制造中心设备部 作者姓名 李德明

成文时间 二○一一年十月十日

浅谈焊接机器人的故障维修

李德明（长客股份转向架制造中心设备部 130062 长春）

摘 要 通过对焊接机器人的故障分析及处理，对故障产生的原理

进行分析，并提出了相应的维修方法，不仅提高了设备使用效率，同时维修也更加高效，设备停台时间缩短。对于系统或外围系统的设计制造缺陷进行了改进性维修，以避免故障的重复性，从而进一步提高了焊接机器人的可靠性和适用范围。

关键词 焊接机器人 故障 诊断 维修 分析

概述

焊接机器人在高速动车组的高质量、高效率的焊接生产中，无论是车体核心部件（转向架），还是整个车体结构（车顶、侧墙、端墙及底架），发挥了极其重要的作用。因此，当生产线中如果焊接机器人出现故障，会使整个生产线变的不稳定，严重影响正常生产，也会使生产管理者对焊接机器人的使用产生怀疑。要使设备长期可靠地运行，很大程度上取决于它们的使用与维修。通过对以往的维修记录进行整理、统计和研究，我们形成了一套故障维修体系，不仅提高了设备使用效率，而且使设备保持了可靠的稳定性。同时维

修也更加高效，设备停台时间缩短。在此，我就焊接机器人的故障诊