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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，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。

焊接机器人特点

点焊对焊接机器人的要求不是很高。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求，这也是机器人早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能力，取决于所用的焊钳形式搬运机器人。对于用与变压器分离的焊钳，30～45kg负载的机器人就足够了。但是，这种焊钳一方面由于二次电缆线长，电能损耗大，也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接；另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动，电缆的损坏较快。因此，目前逐渐增多采用一体式焊钳。这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。考虑到机器人要有足够的负载能力，能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接，一般都选用100～150kg负载的重型机器人。为了适应连续点焊时焊钳短距离快速移位的要求。新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。这对电机的性能，微机的运算速度和算法都提出更高的要求。

焊接机器人装备

点焊机器人的焊接装备，由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600～700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接。焊接参数由定时器调节，参见图1b。新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，通常用气动的焊钳，气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。近年来出现一种新的电伺服点焊钳，如图4所示。焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。而且电极间的压紧力也可以无级调节。这种新的电伺服点焊钳具有如下优点：

1）每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人控制的，机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合；而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可以一边位移，不必等机器人到位后焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动；

2）焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度，以节省焊钳开度，以节省焊钳开合所占的时间。

3）焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，减少撞击变形和噪声。

焊接机器人具有巨大的进口替代空间 与手工焊接相比，焊接机器人具有的优势，操作简单，普通工人直接代替高科技焊工，从而为企业节省了高昂的人工成本。劳动力需要休息，但焊接机器人可以连续工作，生产效率是人类的三倍以上，可以降低劳动力的管理成本。工人的焊接工作强度大，工作环境恶劣，焊接粉尘、焊接飞溅物、焊接弧光等对人体危害很大，而焊接机器人操作相对简单，它有一个封闭的独立工作站，操作者可以在工作站外完成焊接工作，工人的健康也得到了很好的保护。 因此，焊接机器人的市场应用空间巨大。焊接机器人的应用主要有两种方式：点焊和电弧焊。工业机器人在焊接领域的应用是从汽车装配线的电阻点焊开始的。原因是电阻点焊工艺相对简单，控制方便，不需要跟踪焊缝，所以对机器人的控制精度和重复精度要求相对较低。机器人电弧焊大的特点是灵活性，通过编程可以随时改变焊接轨迹和焊接顺序。因此，它适用于焊接件种类多、焊缝短、多、形状复杂的产品。这正符合汽车制造业的特点。特别是在现代社会，汽车款式的更新速度非常快，配备机器人的汽车生产线能够很好地适应这种变化。

焊接机器人运用过程中焊接问题的解决方法

虽然焊接机器人为实际焊接作业带来了很多的便利，但是焊接方式没有设置合理的话，同样也会影响着焊接质量。从以往的工作经验来看，焊接机器人在焊接的时候还有很多问题需要解决。

比如说，当焊接机器人面对的是尺寸小于8mm的焊缝时，通常采用单层焊，也就是一层一道焊缝来完成，而焊条直径根据钢板厚度不同来选择。而如果焊缝的尺寸小于5mm的话，需要使焊接机器人已直线形运条法和短弧进行焊接。

为了减少在焊接过程中出现不必要的缺陷，焊接机器人的焊接速度要均匀；而且焊条角度与水平板成45°，与焊接方向成65°-80°的夹角。这个角度的问题一定要严格，否则焊条角度过小会造成根部熔深不足；角度过大又会使得熔渣容易跑到前面造成夹渣。

当焊接机器人在使用直线形运条法焊接尺寸不大的焊缝时，应该将焊条端头的套管边缘靠在焊缝上，并轻轻地压住它；当焊条熔化时，会逐渐沿着焊接方向移动。这样不但便于操作，而且熔深较大，焊缝外表也美观。

如果焊脚尺寸在5-8mm时，可采用斜圆圈形或反锯齿形运条法进行焊接，但运条速度不同。关于焊接机器人焊接过程中运条速度的控制，快慢必须掌握得到，否则容易产生咬边、夹渣、边缘熔合不良等现象。

焊接机器人的应用 焊接机器人的应用应严格控制零件的准备质量，提高焊接件的装配精度。零件表面质量、坡口尺寸和装配精度都会影响焊缝跟踪效果。零件的制造质量和焊接件的装配精度可以从以下几个方面提高。(1)准备焊接机器人的焊接工艺，严格规定零件尺寸、焊接坡口和装配尺寸。一般零件和坡口尺寸公差控制在/-0.8毫米以内，装配尺寸误差控制在/-1.5毫米以内，焊缝气孔和咬边等焊接缺陷的概率可以大大降低。(2)使用精度更高的装配工装，提高焊接件的装配精度。(3)焊缝应清洁，无油污、铁锈、焊渣、切渣等杂物。允许使用可焊性底漆。否则会影响引弧的成功率。定位焊由焊条焊改为气体保护焊，点焊部分同时打磨，避免定位焊留下的渣壳或气孔，从而避免电弧不稳定甚至飞溅。4.焊接机器人对焊丝的要求机器人可以根据需要选择桶形或盘形焊丝。为了减少更换焊丝的频率，机器人应选择桶装焊丝。但是，由于采用了筒状焊丝，送丝软管非常长，阻力大，对焊丝的刚度要求高。当使用镀铜质量稍差的焊丝时，焊丝表面的镀铜会因摩擦而减少导管的内部体积并脱落，高速送丝时阻力会增大。焊丝不能顺利送出，导致抖动、电弧不稳定，影响焊接质量。在严重情况下，机器人会因卡住而停止工作，因此焊丝导管应及时清理。五、焊接机器人编程技巧(1)选择合理的焊接顺序，以减少焊接变形，焊走路径l (5)及时插入枪清洗程序。写完一定长度的焊接程序后，及时插入焊枪清洗程序，防止焊接飞溅堵塞焊接喷嘴和导电喷嘴，保证焊枪的清洗，提高喷嘴的使用寿命，保证可靠的引弧，减少焊接飞溅。(6)一般来说，编程不能一步完成。只有在机器人焊接过程中不断检查和修改程序，并调整焊接参数和焊枪姿态，才能形成好的程序。