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焊接机器人简介

随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人, 从60年始用于生产以来，其技术已日益成熟，主要有以下优点：

1）稳定和提高焊接质量，能将焊接质量以数值的形式反映出来；

2）提高劳动生产率；

3）改善工人劳动强度工业机器人，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。

因此，在各行各业已得到了广泛的应用。

焊接机器人结构设计

由于所设计的焊接机器人是在准平面、空间狭窄的环境下工作，为了保证机器人能根据电弧传感器的偏差信息，跟踪焊缝自动焊接，要求所设计的机器人应该结构紧凑、移动灵活且工作稳定．文中针对狭窄空间特点，开发了一种小型移动焊接机器人，根据机器人各结构的运动特点，运用模块化设计方法，把机器人机构分为轮式移动平台、焊炬调节机构和电弧传感器三部分。其中，轮式移动平台由于其惯性大，响应慢，主要对焊缝进行粗跟踪，焊炬调节机构负责焊缝跟踪，电弧传感器完成焊缝偏差实时识别．另外，机器人控制器和电机驱动器集成安装于机器人移动平台上搬运机器人，使其体积更小。同时，为了减少恶劣焊接环境下粉尘对运动部件影响，采用全封闭式结构，提高其系统可靠性   。

焊接机器人焊接时的注意事项

焊接机器人开始只在点焊中得到应用，随着计算机技术、传感器技术的发展，弧焊机器人逐渐得到普及，焊接机器人在汽车、摩托车、工程机械等领域都得到了广泛的应用。

焊接机器人焊接时，操作人员须示教机器人焊枪的轨迹和设定焊接条件等。由于须示教，所以机器人不面向多品种少量生产的产品焊接。其次须确保工件的精度，因为机器人没有眼睛，只能重复相同的动作。

焊接机器人轨迹精度为±0．1mm，以此精度重复相同的动作。焊接偏差大于焊丝半径时，有可能焊接不好，所以工件精度应保持在焊丝半径之内。焊接条件的设定取决于示教作业人员的技术水平，操作人员进行示教时须输入焊接程序，焊枪姿态和角度，电流、电压、速度等焊接条，示教操作人员须充分掌握焊接知识和焊接技巧。

焊接机器人焊接过程中须充分注意安全，它是一种高速的运动设备，在其进行自动运行时不允许人靠近机器人，须设置安全护栏。操作人员须接受劳动安全方面的专门教育，否则不准操作。

自动焊接机器人编程技巧

近20年来，随着数字化、自动化、计算机、机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术。自动焊接设备在各行各业的应用中发挥着越来越重要的作用，其应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接过程的机械化和自动化是焊接机械制造业发展的必然趋势。

自动焊接设备|自动焊接机器人：

(1) 焊枪的空间过渡要求运动轨迹短、平稳、安全。

(2) 选择合理的焊接顺序，以减少焊接变形和焊枪路径长度来确定焊接顺序。

(3) 为了获得佳的焊接参数，制作了焊接试验和工艺评定的工作试样。

(4) 一般来说，程序不能一步完成。在机器人焊接过程中，只有不断地检查和修改程序，调整焊接参数和焊枪姿态，才能形成良好的程序。

(5) 及时插入枪清洗程序。焊接工艺写好一定长度后，应及时插入焊枪清洗程序，防止焊接飞溅物堵塞焊枪和导电嘴，保证焊枪的清洁，提高焊枪的使用寿命，保证可靠引弧，减少焊接飞溅。

(6) 采用合理的位置、焊枪姿态和焊枪相对于接头的位置。工件固定在上后，如果焊缝不是理想的位置和角度，编程时需要连续调整，使焊缝按焊接顺序逐个达到水平位置。同时，应连续调整机器人各轴的位置，合理确定焊枪相对于接头的位置、角度和伸出长度。工件位置确定后，必须通过编程人员的眼睛观察焊枪相对于接头的位置，这很困难。这就要求程序员善于总结和积累经验。

焊接机器人克服了小管内壁堆焊的关键性技术

焊接机器人的出现解决了很多焊接领域的难题，就连小管内壁的堆焊技术也能顺利完成，并且可以获得良好的堆焊质量。那么焊接机器人究竟是如何做到这一点呢？相比传统焊接技术和设备来说，焊接机器人克服了这项工艺中的哪些关键技术？

焊接机器人的焊接速度是可以自动调节的，而且焊接机器人的夹持转动、进给、摆动等也能在一个宽广的速度变化范围内可调，因此可以满足多种工艺不同管径堆焊对应的焊接速度、堆焊螺距及搭边量等技术要求。

在实际应用过程中，要想在一个小管径的内部采用TIG填丝堆焊，所需纯电弧时间是非常长的，这就对焊接设备的各个部件提出一个十分苛刻的要求，那就是必须保证设备各系统长时间连续运行稳定可靠，焊接机器人完全可以做到这一点。

由于孔径过小，对堆焊过程的观察十分不利，所以堆焊过程的稳定可靠将由焊接机器人各执行机构的自身稳定可靠给予保证。此外，焊接机器人还有较高自动化水平的控制系统，可以保证控制的性。

由于连续堆焊时间长，所以如何解决钨极烧损，提高使用寿命及保护罩耐用问题，是能否保证设备长时间连续运行的关键。而焊接机器人在设计制作的时候都是采用各类先进材料，可以保持长时间的连续运行状态。

为保证焊接机器人及其水、电、气管路在长期高温环境中工作可靠，它的选择和散热性能都符合相关的要求；另外焊接机器人还采用了单片微机作为主控制系统，大大提高了设备的抗干扰性。

管道焊接机器人的可视焊缝系统 提出了一种基于可见光产生的焊缝跟踪系统，并将其应用于管道焊接机器人。首先，在分析激光在焊接表面反射、摄像机位置、激光平面和激光条纹图像影响的基础上，设计了视觉传感器。为了防止焊缝图像中严重的反扰，已经开发了用于图像处理和特征提取的算法。为了跟踪管道焊接的焊缝，人们刚刚采用了图像视觉控制系统。通过控制管道焊接机器人的焊缝跟踪实验，正式验证了系统的性能。焊缝跟踪是机器人焊接中的问题之一，也是自动焊接的基础。大多数工业焊接机器人用于教学，机器人重复这条路径以满足焊接中光束的位置要求。这种模式的焊接机器人存在焊接位置不准确、热扩散导致焊接处变形和变形等问题。这些问题导致梁偏离其理论焊接路径，因此有必要在焊接过程中控制梁的焊接轨迹。其次，管道焊接机器人不能预先定义焊缝，因为当管道改变方向时，焊缝可能偏离管道内的位置。焊缝的轨迹可以随着管子在轴向上的移动而改变。在这种情况下，这种模式不适合管道焊接，焊接机器人需要在焊接时及时校正横梁和焊缝之间的偏移。为了避免移动管道时焊缝的偏差，解决方法是使用三自由度多机械手来提升管道，调整管道的位置和矫直管道的方向。当管道改变方向时，焊缝将偏离其原始位置，因此焊接需要焊缝跟踪系统。