Welding Node 與焊接應用指引

Table of Contents

目標
協作機器人焊接方案是什麼?
什麼是Welding Node?
準備工作/使用環境
焊接方案範例
常見問與答

此文章之範例適用於下列條件:

TMflow 軟體版本： 1.88.2400 或以上

TM 手臂硬體版本：HW3.2 (Welding Node支援HW3.0~HW3.2)

其他特殊軟硬體需求：細節請參考下方 準備工作/使用環境

請注意，新舊版本之差異可能導致操作介面、步驟上會有所差異

目標 #

這是一個給系統整合商的範例，在此文章中，我們使用Panasonic的焊接機做為展示

在範例中，TM 提供的焊接功能是開放式設定，實際上並不限於限定型號的焊接機

此範例並不是TM的標準產品；關於焊接設備與焊接知識，請咨詢您當地的焊接專家

協作機器人焊接方案是什麼? #

它是一個立即可使用的設備，通常由協作機器人手持焊槍進行MIG/MAG等電弧焊接

任何人都可操作

通過基礎訓練後、即使是初階操作員也能透過此設備進行焊接任務，而不需高級的機器人程式設定工程師

非常適合給中小型企業、做為大量導入自動化前的初期投資評估

手動教導

手動拖拉機器人、記錄需要焊接的點位，並在數分鐘內完成設定並開始焊接

就是這麼簡單！

輕量化與安全設計

不同於工業機器人，可以將協作機器人安裝於手推車、或是置於磁性底座上任意移動，增加工作彈性

無需圍籬的安全協作設計，可以省下不少的安全圍籬成本

什麼是Welding Node? #

它是達明機器人上的軟體功能

專門應用於電弧焊接的應用，包含在達明機器人上最新的TMflow操作系統內

透過達明Add-on dongle可以使用welding node，您將可以獲得以下好處：

透過機器人法蘭末端的按鈕，進行快速的焊接／移動點位教導
焊接參數專屬的操作介面
通用焊機溝通介面

準備工作/使用環境 #

開始實作之前，請您準備及閱讀以下事項：

TMflow 軟體版本： 1.88.2400或以上
TM 機器人硬體版本：所有版本皆適用(本範例使用HW3.2；示教器僅支援HW3.2)
請注意，新舊版本之差異可能導致操作介面、步驟上會有所差異
達明機器人(本範例使用TM12)

需有操作焊接設備的經驗(或是請教您當地的焊接設備專家)
焊接與相關的安全設備
對於機器人、控制器、電纜、相關設備的保護(防止火花噴濺等)
達明Add-on dongle，內含welding node功能
Panasonic焊接設備350VZ1、焊槍與送線系統等
Delta PLC與配線等

相關手冊：

TMflow Software Manual – 達明機器人的基本操作，可以從這裡下載：Download Center
Welding Guide – 焊接應用手冊，可以從這裡下載：Download Center

焊接方案範例 #

系統總覽 #

這是使用Panasonic焊接機(I/O通訊)的電弧焊接應用範例

若您對與該設備的細節有興趣或有技術問題，請咨詢當地的設備供應商

#1 Robot and Cloth 機器人與防護服 #

在此範例中使用TM12示範

另外，因現場焊接環境有粉塵、火星等等，強烈建議手臂與電控箱做額外防護

建議使用焊接專用防護服，請找當地廠商或參考TM Plug&Play上的合作夥伴方案：

NABELL Robot Flex

視覺系統的保護 #

達明提供標準含視覺的機器人、以及無視覺的機器人

當使用視覺系統時，必須設計鏡頭保護裝置以避免火花、紫外線損壞視覺系統

這裡提供鏡頭保護裝置的3D設計圖，可至此下載：

注意：裡面使用到的AUTO UV FILTER MODULE變色模組可在焊接供應商取得

Item#2 Power Source焊接機 / Item#5 Wire Feeder送線裝置 / Item#6 Torch焊槍 #

以下設備可從焊接廠商Panasonic取得：

Power source焊接機 YD-350VZ1 及YC-001UG1(I/O interface box)
Torch焊槍 YT-CAT353T3C
Wire Feeder送線機 YW-35DG2TAB

Item#3 Teach Pendant 示教器 #

第三方的示教器可在TM 官網 -> TMplug&play 頁面取得資訊

Item#4 Table and Base桌子 / Item#7 Flange Tool 法蘭轉接 / Item#8 CO2 Tank and Welding Wire 壓縮氣體與焊絲/ Item#9 Workpiece and Jig 工件與固定治具 #

這些設備可從當地系統整合商、與焊接設備商取得

Item#10 Wiring & Integration配線與整合 #

製作一個配電箱來進行機器人控制箱與焊接機的I/O連線

Delta PLC DVP20SX2 – 達明機器人控制箱透過它提供兩組類比輸出(analog output)的訊號給焊接機。使用Modbus RTU(下圖的COM標示)，可以使用類似功能、不同品牌的PLC取代
Relay Board 繼電器板 – 隔離輸入與輸出訊號使用，避免機器人控制箱受到外部干擾
24V 電源 – 驅動PLC
配線端子

以下是線路原理圖

在PLC端，編輯一個邏輯以接收機器人控制箱來的Modbus RTU命令、並輸出兩組類比訊號(0~10V)以控制焊接機的電壓與電流命令

參考Panasonic焊接機手冊以完成剩下的接線：

細部的電路接線圖：

機器人控制器上的I/O定義 #

硬體線路連接完成後，即可用以下I/O表來控制焊接機

I/O表並非固定，請自行修改以符合您的焊接機定義

通電前，請先檢查各接點與接線是否正確

請至 Welding Setting->ArcOn/Off 事件與手動測試區設定相關的I/O

參考Welding Guide以取得更多細節

手動測試與程式編輯 #

開始焊接之前，先測試以下項目：

Gas On氣體供應(DO4), Wire Inching送線(DO2/DO3)
Arc Trigger焊接開始(DO1)
Welding Current 焊接成功訊號(DI5)
Voltage/Current Command 電壓/電流命令(Modbus RTU-V/A)
教導焊接路線、設定焊接參數
在TMflow->Set I/O while Stop / Set I/O while Error設定程式停止、錯誤時、同時切斷輸出訊號的訊號與功能
故意將機器人在焊接過程中停止、測試以輸出是否會正確地被切斷

操作範例1 : 直線焊接 #

操作範例2: 直線與圓弧焊接 #

開始焊接 #

確認環境、焊接用的安全設備(面罩、滅火器等)後即可開始焊接；小心操作TMflow專案

常見問與答 #

我用的焊接機是否在支援列表? #

通用I/O模式(數位+類比)是大部分焊接機上常見的控制介面，本範例使用的Panasonic焊接機是其中一員

此焊接功能並不限於特定品牌的焊接機

我可以使用EtherCAT通訊的焊接機嗎? #

不行

達明機器人支援以下的通訊：

通用 I/O
Modbus TCP/RTU (部份功能會在某些情況無法使用，請參考手冊Welding Guide)

使用EtherCAT/Profinet Scanner/Ethernet/IP Scanner/DeviceNet/CCLink…等通訊的焊接機，無法由達明機器人直接控制

MIG/MAG/CO2/TIG有支援嗎？ #

MIG/MAG/CO2/TIG是不同的電弧焊接模式，它由對應的不同焊接機類型決定；若可以通訊，則達明機器人都可支援，甚至是雷射焊接設備也行

請注意，若使用TIG焊接設備，焊接過程則會有高頻干擾訊號，需做好機器人法蘭與TIG焊槍之間的絕緣(使用絕緣的工程塑膠等)

支援擺弧動作(weaving/zigzag)嗎? #

是，擺弧與多層焊接是welding node內的標準功能

支援焊道追蹤系統(seam tracking)嗎? #

不，目前不支援該系統

我可以用機器人來焊接薄板、鋁材嗎? #

若該型號焊接機有支援，可以；細節請咨詢您的焊接設備供商

以Panasonic 350VZ1為例，它支援軟鋼與不銹鋼的焊接，並於下方的焊接方式中支援1~12mm的焊接板厚：

Welding Node可以搭配Vision Job使用嗎? #

可以，welding node可以搭配TMvision內的功能使用，如landmark定位、物件搜尋等

是否有建議的焊接機型號? #

不限於這些廠牌，但以下提供已連結過的不同廠牌焊接機供參考

請連絡當地焊接機代理商以獲得更多資訊

廠牌	主要裝置名稱	與TM端的通訊方式
Panasonic	YD-350VZ1(power source) YC-001UG1(I/O interface box) YW-35DG2TAB(feeder)	I/O
Miller	Invision MPa Plus Cobot System Cobot Interface(I/O interface box) S-74 Feeder	I/O
Lorch	S-series LorchNet-Modbus TCP module Feeder	I/O Modbus TCP
DAIHEN	Welbee A350P HC-71D(feeder)	I/O