工业机器人系统技术应用知识点37：弧焊电源和送丝系统

1. 弧焊电源

弧焊电源即焊机，是用来对焊接电弧提供电能的一种专用设备，如图 5.13 所示。弧焊电源的负载是电弧，它必须具有弧焊工艺所要求的电气性能，如合适的空载电压，一定形状的外特性，良好的动态特性和灵活的调节特性等。

弧焊电源的分类如下：

（1）按输出电流分为 3 类：直流、交流和脉冲电源。

（2）按输出外特性分为 3 类：恒流特性、恒压特性和缓降特性（介于恒流特性与恒压特性两者之间）电源。

熔化极气体保护焊的焊接电源通常有两种：直流和脉冲电源，一般不使用交流电源。

其采用的直流电源有磁放大器式弧焊整流器、晶闸管弧焊整流器、晶体管式和逆变式等。

为了安全起见，每个焊接电源均须安装无保险管的断路器或带保险管的开关；母材侧电源电缆必须使用焊接专用电缆，并避免电缆盘卷，否则因线圈的电感储积电磁能量，二次侧切断时会产生巨大的电压突波，从而导致电源出现故障。

2. 送丝系统

送丝系统通常是由送丝机、送丝软管、焊丝盘及盘架等组成，其作用是将盘绕在焊丝盘上的焊丝稳定地输送至焊枪，以完成焊接作业。弧焊机器人的送丝稳定性是关系到焊接能否连续稳定进行的重要问题。

（1）送丝机。

送丝机是为焊枪自动输送焊丝的装置，一般安装在机器人第 3 轴上，由送丝电动机、加压控制柄、送丝滚轮、送丝导向管、加压滚轮等组成，如图 5.14 所示。

送丝电动机驱动送丝滚轮（主动轮）旋转，为送丝提供动力。送丝电动机一般采用他励直流伺服电机，由弧焊电源控制，焊接电源根据焊接工艺控制送丝速度。加压滚轮将焊丝压入送丝滚轮上的送丝槽，增大焊丝与送丝滚轮的摩擦，将焊丝修整平直，平稳送出，使进入焊枪的焊丝在焊接过程中不会出现卡丝现象。根据焊丝直径不同，调节加压控制手柄可以调节压紧力大小。而送丝滚轮的送丝槽一般有φ 0.8 mm、φ 1.0 mm、φ 1.2 mm 3 种，应按照焊丝的直径选择相应的输送滚轮。

送丝机的分类主要有以下几种方式：

①按安装方式分为两种：一体式和分离式。将送丝机安装在机器人的机械臂上与机器人组成一个整体为一体式；将送丝机与机器人分开安装为分离式。

②按送丝方式分为 3 种：推丝式、拉丝式和推拉丝式。焊丝先经过送丝滚轮，然后再经过送丝软管送至焊枪为推丝式；焊丝先经过送丝软管，然后再经过送丝滚轮送至焊枪为拉丝式；而推拉丝式的送丝软管通常较长，在送丝时既靠后面送丝机的推力，又靠前面送丝机的拉力。

③按送丝滚轮数分为两种：一对滚轮和两对滚轮。送丝机的结构有一对送丝滚轮的，也有两对滚轮的；有只用一个电机驱动一对或两对滚轮的，也有用两个电机分别驱动两对滚轮的。

（2）送丝软管。

送丝软管是集送丝、导电、输气和通冷却水为一体的输送设备，如图 5.15 所示。软管的中心是一根通焊丝同时也起输送保护气作用的导丝管，外面缠绕导电的多芯焊接电缆，有的电缆中央还有两根冷却水循环的水管，最外面包敷一层绝缘橡胶。

目前越来越多的机器人公司把安装在机器人机械臂上的送丝机稍微向上翘，有的还使送丝机能做左右小角度自由摆动，目的都是为了减少软管的弯曲，保证送丝速度的稳定性。

（3）焊丝盘架。

焊丝盘架可装在机器人第 1 轴上，也可放置在地面上，如图 5.16 所示。焊丝盘架用于固定焊丝盘。

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