焊接机器人应用与维护保养

　　本书采用项目引领式方法编写，按照由浅入深、逐步递进的方式引出焊接机器人的概念、组成、设置和焊接工艺调试等内容，主要包括认识焊接机器人、焊接机器人功能设置与测试、焊接工艺、焊接机器人的接线、焊接机器人手动示教操作、焊接机器人程序编写、焊接机器人程序运行和应用、焊接机器人维护保养等。本书采用任务方式提出焊接机器人实训知识点，结合生动形象的数字教学资源，理论和实践相辅相成，让学生做到既动脑又动手。本书可用于应用型本科、职业院校等相关专业课程的教材，也可用于企业工程技术人员的参考和学习用书。

　　刘文东，现任职于包头机械工业职业学校，曾多次在一机集团、兵器总公司、省市级和焊接操作技能大赛中取得好成绩。在多年来的教学工作中，他结合学校实际，率先在焊接专业开展理实一体化教学模式，不断优化教学手段，与同事合作编写适合焊接专业学生的教材，建设焊接资源库。他带领学生参加各级比赛，指导学生获得全国职业院校技能大赛全国一等奖，届工程建设协会焊接机器人技能大赛获得第14名，学生被授予“全国焊接机器人操作技术能手”称号；同时他多次担任技能大赛的裁判员工作，获得国家技能人才培育突出贡献个人、全国优秀指导教师等荣誉称号。王一粟，毕业于西安交通大学焊接工艺与设备专业，并获得西南交通大学金属材料硕士学位，中国机器人产教融合联盟教育培训专家委员会成员；资深工业机器人应用专家，有超过20年工业机器人应用经验，参与并主导完成几十项工业机器人应用系统，涵盖机器人焊接等工业应用，行业涉及汽车、3C和电子等。担任多家机器人头部企业技术培训负责人，参与多项工业机器人相关专业人才培养方案评审，主持实施多项教材开发、教学实训工站开发，实训基地建设等项目，创立产业与教育行业对接的“飞梯”理论模式；对工业机器人及智能制造领域高素质技术技能型人才培养有深刻的理解和实践经验。

第1章 焊接机器人概述 1
第2章 认识焊接机器人 5
2.1 焊接机器人基本组成 5
2.1.1 焊接机器人组成 6
2.1.2 焊接设备组成 12
2.1.3 焊接机器人软件组成 18
2.1.4 知识拓展—制造业的生产组织方式 20
课后练习 21
2.2 焊接机器人安全和防护教育 22
2.2.1 焊接机器人相关的安全防护 23
2.2.2 安全防护标识及其装置 27
2.2.3 知识拓展—焊接机器人安全操作规程 29
课后练习 30
2.3 焊接机器人的基本焊接工艺和方法 30
2.3.1 焊接机器人弧焊工艺和方法 32
2.3.2 焊接机器人点焊工艺和方法 35
2.3.3 知识拓展—焊接工艺和方法 36
课后练习 38
2.4 焊接机器人模拟焊接操作程序与实践 39
2.4.1 掌握焊接机器人的操作 40
2.4.2 焊缝轨迹编程 41
2.4.3 焊接机器人焊接程序的连续运行（不起电弧） 43
2.4.4 如何评估焊枪角度、焊接位置及焊接速度 44
2.4.5 知识拓展—焊接机器人作业轨迹规划 45
课后练习 47
第3章 焊接机器人功能设置与测试 48
3.1 焊接机器人送丝功能设置与测试 49
3.1.1 送丝机构的组成 50
3.1.2 送丝信号及其功能 54
3.1.3 知识拓展—影响焊接质量的因素 57
课后练习 60
3.2 焊接机器人保护气功能设置与测试 60
3.2.1 送保护气装置的组成 61
3.2.2 送保护气信号及其功能 62
3.2.3 知识拓展—不同的焊接保护气的焊接特性 65
课后练习 67
3.3 焊接机器人起（引）弧功能设置与测试 68
3.3.1 引弧原理和构成 68
3.3.2 引弧信号和功能 69
课后练习 72
3.4 焊接机器人电弧建立功能的设置与测试 72
3.4.1 焊接机器人电弧建立原理和构成 73
3.4.2 焊接机器人电弧建立信号和功能 74
3.4.3 知识拓展—霍尔效应 76
课后练习 77
第4章 焊接工艺 78
4.1 焊接工艺软件包配置 78
4.1.1 焊接工艺软件包的功能 79
4.1.2 焊接工艺软件包的系统配置 80
4.1.3 知识拓展—常用的焊接工艺参数 81
课后练习 84
4.2 焊接引弧、收弧工艺 85
4.2.1 焊接引弧工艺 86
4.2.2 焊接收弧工艺 87
4.2.3 知识拓展—冷金属过渡工艺 89
课后练习 90
4.3 焊接阶段的工艺参数 90
4.3.1 焊接电流对焊接质量的影响 91
4.3.2 焊接电压与电弧电压对焊接质量的影响 92
4.3.3 焊接速度对焊接质量的影响 93
4.3.4 知识拓展—二氧化碳气体保护焊的焊接缺陷 94
课后练习 96
4.4 焊接机器人通信信号配置 97
4.4.1 焊接工艺软件包数字I/O信号通信配置 98
4.4.2 焊接工艺软件包模拟量信号通信配置 100
4.4.3 焊接工艺软件包总线通信配置 101
4.4.4 知识拓展—焊接机器人工艺参数和控制 102
课后练习 104
第5章 焊接机器人的接线 105
5.1 机器人的接线 105
5.1.1 控制柜与本体、配电柜的连接 106
5.1.2 控制柜通电操作 108
课后练习 110
5.2 焊接电源的接线 110
课后练习 114
5.3 手动移动机械臂的各个轴 114
课后练习 118
第6章 焊接机器人手动示教操作 119
6.1 焊接机器人手持示教器的使用 119
6.1.1 焊接机器人手持示教器 120
6.1.2 手持示教器显示界面 126
课后练习 132
6.2 轴运动的示教操作 133
6.2.1 不同坐标系下轴运动的区别 133
6.2.2 知识拓展—原点坐标系标定 137
课后练习 141
第7章 焊接机器人程序编写 142
7.1 焊接机器人工具中心点数据设置 143
7.1.1 工具坐标系的标定步骤 143
7.1.2 工具坐标系标定TCP并验证其精确度 148
7.1.3 知识拓展—用户坐标系标定 149
课后练习 154
7.2 焊接机器人运动指令编写 154
7.2.1 程序管理操作 155
7.2.2 简单示教编程 162
课后练习 170
7.3 焊接机器人焊接工艺指令编写 170
7.3.1 弧焊工艺参数设置 171
7.3.2 弧焊焊接工艺程序 178
课后练习 179
7.4 焊接机器人程序测试 179
7.4.1 轨迹确认的方法 180
7.4.2 如何修改程序 182
课后练习 185
第8章 焊接机器人程序运行和应用 186
8.1 焊接机器人变位机的结构和选择 186
课后练习 190
8.2 焊接机器人和变位机坐标系标定 190
8.2.1 变位机坐标系标定 191
8.2.2 知识拓展—变位系统菜单介绍 194
课后练习 196
8.3 焊接机器人手动模式和自动模式 196
8.3.1 焊接机器人手动模式和自动模式的区别 197
8.3.2 焊接机器人手动模式和自动模式的切换 198
课后练习 199
8.4 焊接机器人焊接准备状态检查 199
课后练习 202
第9章 焊接机器人维护保养 203
9.1 焊接机器人本体和控制柜的维护保养 203
9.1.1 焊接机器人本体维护保养的组成 204
9.1.2 常用工具的名称和作用 208
9.1.3 各主要部件维护保养的步骤 210
课后练习 214
9.2 焊接电源的维护保养 214
9.2.1 焊接电源的日常检查 215
9.2.2 焊接电缆的日常检查 216
9.2.3 知识拓展—焊接电源的安装、使用与维护保养 217
课后练习 218
9.3 焊枪的维护保养 218
9.3.1 TBi焊枪维护保养 219
9.3.2 知识拓展—焊接机器人焊枪的维护保养 220
课后练习 223
9.4 送丝机构的维护保养 224
9.4.1 送丝机构的安装 225
9.4.2 送丝机构的安全防护和维护保养 227
9.4.3 知识拓展—自动送丝机构 227
课后练习 228
附录A 故障代码 230
附录B 焊接工艺参数附表 236
附录C 焊接机器人编程指令 240
附录D 焊接机器人安全操作规程 249
参考文献 254