機器人等離子切割應用總結一、等離子切割機與機器人連接1.等離子切割機組成等離子切割機主要由：電源，高頻裝置，氣體流量控制裝置，開關閥，割炬組成。其中開關閥與割炬之間的氣管長度不宜過長，否則將影響等離子切割效果。在機器人等離子切割系統中我們一般將電源，高頻裝置，氣體流量控制裝置放在一起，將開關閥放在機器人底座或者2、3關節上以減短開關閥與割炬之間的氣管長度。機器人切割由于多用與三維切割，姿態變化比較大。推薦使用機器人專用的割炬電纜，以延長使用壽命，提高切割質量。OgasStromque^llepow&fsource?Gc^slciturigen(4/%/1Q/15m口dgasStromque^llepow&fsource?Gc^slciturigen(4/%/1Q/15m口d時Idnger)...W昏眼r)ga-shgg古PHafrmabronnfrr(1,5mJPfegm曰taruft(guradcBO'-SIT)(strafght■…)?PBL(WW15mtbd&r寤nger)arfcfl網f)GSteuii^rl^iturig(1b5moderMnger)..-ortof^psr)Wvir^EtLkkk^bel(5<ri}圖1：凱爾貝HiFouce130+PGE3-HM組件示意圖等離子控制接口目前我們使用的等離子均為手動控制，即切割電流，轉角電流，提升、下降比率等電源參數以及離子氣流量，渦流氣流量等氣體流量參數均由操作人員通過等離子的操作面板進行手動調整。這樣在實際生產中，發生切割材料變化時，無法通過預制程序完成相應的參數設定，僅適用于單一材質，厚度，切割方式的大批量切割。電源參數調節1617181920 2122AEQWarnunq:Leerlaufspannung400VVor(nbetr^bfiohmeundWaiunaBetnebsanleitun^lesen!NurmitPlasmabretinerT*rervutbetretoen!Warning:Opencircuitvoltage400VReadtheTn*tnjctiormonoalsbeforeo&eratlhgandservicingOnlyoperatewithplasmacuttingtorchtypePerCutlAEQWarnunq:Leerlaufspannung400VVor(nbetr^bfiohmeundWaiunaBetnebsanleitun^lesen!NurmitPlasmabretinerT*rervutbetretoen!Warning:Opencircuitvoltage400VReadtheTn*tnjctiormonoalsbeforeo&eratlhgandservicingOnlyoperatewithplasmacuttingtorchtypePerCutl-15-14-13-124 5 67891011

圖2：凱爾貝HiFouce130電源操作面板其中需要進行調節的有如下按鈕：4：切割工藝表選擇開關。主要用于選擇不同厚度，不同材質切割工藝參數表，類似于焊機中的job設定。12:切割電流旋鈕。主要用于調節切割電流。13：拐角電流選擇開關。在切割時如果需要切割拐角，機器人在尖角處需要減速停止再加速，在這個過程中如果依舊采用相同的電流，會導致拐角部位過燒。為了解決這個問題，可以通過調整該開關減小拐角處的切割電流以得到良好的切割效果。該開關只能選擇拐角電流為電流設定值的百分比。氣體參數調節圖3：PGE3-HM氣體控制器面板圖通過PGE3-HM僅可以調節氣體的流量，氣體的壓力僅可以顯示。氣體壓力需要通過外部的壓力閥進行調節。

3) 切割參數表HiFocus130-PerCut160f'170d3laiierEian:1-Wldrrom:2D.Q12DD93) 切割參數表HiFocus130-PerCut160f'170d3laiierEian:1-Wldrrom:2D.Q12DD9cuttingrecords(35-50A)暮2miidstE-1.0037S157(1-8mm)HiFocusZG/PGl:J/d-PGfDG2;0?J?W。辨T:gWGZ:崗:}W--EpositionofselectorswdchonfrontpanolofHIFocus圖4：典型切割參數表切割機的用戶手冊總均配有切割參數表和消耗品列表，在進行切割前需要根據切割對象的材質，厚度選擇相應的消耗品和切割參數。上圖中切割不僅將參數做了標示，而且還標示了氣體控制器和電源上需要進行調節的旋鈕位置。在進行初次切割時，希望根據切割參數表進行調整，再根據切割效果進行微調。等離子切割的控制比較簡單，內部幾乎都使用繼電器觸點(海寶多使用光耦)進行輸出，連接方便。上圖中使用電源公司的電路板進行分壓，以便實現弧壓調高的功能。分壓電路板一般等離子公司有售，但需要特別注明選配。分壓比的確定一般滿足以下公式即可：分壓比>最大切割能力下電弧電壓*1.2/機器人模擬量最大接收電壓以本項目為例，凱爾貝HiFouce130的最大切割弧壓為200V，FANUCM20ia機器人可以接收的模擬量為0-10V。計算得到分壓比為24,選取比較接近的分壓比例為25。注：分壓比與后面弧壓跟蹤功能的靈敏度設定沒有關系，但是為了避免過大的外部干擾影響，一般建議分壓后的弧壓輸出大于機器人模擬量最大接收電壓的一半。等離子切割起弧流程等離子切割可以分為邊沿起弧切割和中心穿孔切割。穿孔對等離子消耗件的損耗比較大，穿孔次數多將極大的縮短消耗件的使用壽命，所以對于厚板推薦使用邊沿起弧切割。邊沿起弧切割流程圖6：邊沿起弧切割示意圖邊沿起弧多用在中厚板的整體下料切割時。割炬在距離切割對象邊沿1-4mm處起弧，在割炬運行至切割對象正上方的過程中弧壓逐漸穩定至切割弧壓，開始切割。由于沒有穿孔過程，邊沿起弧切割可以大大延長消耗件的使用壽命。中心穿孔切割流程4&tep&1 4&tep&1 2圖7：中心穿孔切割示意圖

中心穿孔切割是指，割炬在切割對象內部開始起弧，起弧后停留一段時間完成穿孔后再進行后續切割的過程。在進行穿孔的過程中，由于有大量的顆粒飛濺，對消耗件的損耗比較大，所以一般穿孔高度均大于正常切割高度。以上圖為例，中心穿孔切割主要分為4個階段：a） 機器人通過接觸的方式從h1高度，在P1位置找到切割對象（與接觸找焊縫功能一致），然后運行至起弧高度h2。b） 在起弧高度開始起弧，機器人在收到切割機的起弧成功反饋后等待穿孔時間t1。c） 機器人迅速運行至切割高度h4進行切割。為了避免干擾，高度跟蹤功能建議在此時開啟。d） 機器人完成切割軌跡，關閉高度跟蹤功能和起弧信號，抬升至h5高度。等離子切割中的常見問題1）問題：使用普通DI/DO進行切割控制，在發生碰撞或者程序中斷的時候切割機不會自動停止切割。I/OHvldOutWELDSIGHALTYPE|[HeldscaxtJ靠I1|￡?olacity!：100%5Li：I/OHvldOutWELDSIGHALTYPE|[HeldscaxtJ靠I1|￡?olacity!：100%5Li：-T_QBlil_4L1XE□TXAMfiTED巨理皿[]ttMCTi?VEEUTT[CBOICE][密HELT圖8：焊接I/O設置2） 問題：有起弧動作，割炬和工件間有火花，但起弧不成功。解決方法：由于等離子有渦流氣，以壓縮電弧，所以當割炬離工件太近時電弧會被渦流氣吹滅；當割炬距離工件過遠時，引導弧強度無法達到引發主弧，也會導致無法起弧。調節割炬和工件間距離至合適位置可以改善該情況。因為使用弧焊軟件包，所以在起弧高度較高或者板厚較厚的時候可能因為電弧檢測時間設置過短而導致無法起弧。調節arcstarterrortime和arcdetecttime時間至合適值。

；SETUPWaldEquip1/7Welder；GeneralPurposeTIG(Amps)Process：:TIGProcesscontrol:Tiiuiing:1Arcstart tinse：I2.00HSec2Arcdetecttime:。一*sec3Arclosserror'time:0.25sec4Gasdetecttime:o.ossecRun.W?1l1SLOT_0.5Run.W?1l1SLOT_0.5：1J]_4LINE0」F丁司ABORTEDESESj[TEPE] |擎EULP圖9：電弧檢測時間參數設定問題：起弧失敗后，機器人出現自動的往返運動，并且不停的出現起弧動作。解決方法：弧焊軟件包中有刮擦起弧功能，將其關閉。弧焊軟件包中有很多其他的功能也不適合于切割，為保證切割不受影響，將arcloss和powersupplyfailure以外的功能均關閉。RunHeldEft-ohSL0T_051^TLINE0AinCiRunHeldEft-ohSL0T_051^TLINE0AinCiABORTEDJOIN1100^SETUPWeldSystem1/19Arcloss;Gasshortage:■enabledDISABLEDWireshortage:Wirestick:Powersupplyfailure:CoolantshortagetWeldRestartFunctionReturntopath:Overlapdistance;Returntopathspeed:DISABLEDDISABLEDENABLEDDISABLEDENABLED0 nmi200mm/sScratchStartFunctionScratchstart:Distance!Returntostsrtspeed：DISABLED5 mm12mm/sWeldSpeedFunction13Defaultspeed;30min/secOtherFunctionsOn-The-Fly:Weldfromteachpendant:Runin:Wireburnback/rett-act:Remote9習學purge;Remotewireinch：ENABLEDDISABLEDiii塞河3耳盅可DISABLEDNAMEVALUEMonitoringFunctions[TYPE] ENXBLIPDISABLED圖10：焊接監控參數設定、AVC功能應用AVC功能介紹AVC主要應用于TIG焊接中，是一種通過反饋電弧電壓大小來調節焊槍與工件之間高度偏差的方法。該功能與MIG焊接中常用的電弧擺動跟蹤（TAST）的原理類似，雖然目前僅在非擺動的情況下進行高度跟蹤，但是也可以應用在擺動情況下的焊槍法向偏差的跟蹤。在等離子切割中由于反饋電弧電壓的特性與TIG相同：電極遠離工件，反饋弧壓增大，應向靠近工件方向調節；電極靠近工件，反饋弧壓減小，應向遠離工件方向調節。所以在等離子切割時，AVC功能是一種可以很好的保持割炬與工件間距離，從而保證切割質量的方法。注：在FANUC機器人上AVC功能和TAST功能均屬于ARCTOOL軟件包，由于分別適用于不同的焊接方式，所以不能在一臺機器人上同時安裝。AVC主要參數設置AVC參數主要分為焊接參數、模擬量參數和跟蹤參數3個方面：1） 焊接參數設置：為了確保機器人對起、收弧，運動中斷、再啟動時電弧控制，我們使用焊接命令，在焊接參數里必須將焊接模式選為TIG。ControlledRestart后，進入ArcTool

Setup進行更改。SLOT_Q514_4ArcTo□ISetu1FNumber:LINE0AU1ABORTEDCTRLSTARTMENUFOOOOOJapanmm/secijim/sec30Setup進行更改。SLOT_Q514_4ArcTo□ISetu1FNumber:LINE0AU1ABORTEDCTRLSTARTMENUFOOOOO§Manufacturer:GeneraIPurpose7Model： TIGC：Aimp、，[TYPE] CHECK HELPJ ?"11- 1 J J圖11:焊接方式更改2)模擬量參數設置：FANUC機器人的模擬量可以通過設定比例關系來實現對收到模擬信號的放大和縮小。該參數的設定從一方面來說提高了模擬量的分辨率，但同時也放大了環境干擾。所以該比例不應設置過大，在本例中合理的放大倍數為3-5倍。注：該參數可以設為反比，也就是說AVC功能其實可以通過TAST功能更改模擬量通道和比例來實現。圖12：模擬量參數設置跟蹤參數設置：跟蹤參數很多，但是大部分參數使用默認即可。主要進行調整的有如下幾個變量:L_compensationenable(default:TRUE):因為僅進行高度調整，所以將該參數設置為FALSE，防止因為干擾導致出現水平方向的誤調整。V_mastervoltagetype(default:FEEDBACK)：設置高度跟蹤目標電壓獲取