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焊接机器人组成结构

焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等自动焊接生产线。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成工业机器人。

世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人，绝大部分有6个轴。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式：一种为平行四边形结构，一种为侧置式（摆式）结构，如图2a、b所示。侧置式（摆式）结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此，这种机器人可倒挂在机架上工作，以节省占地面积，方便地面物件的流动。但是这种侧置式机器人，2、3轴为悬臂结构，降低机器人的刚度，一般适用于负载较小的机器人搬运机器人，用于电弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小（局限于机器人的前部），难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人（平行机器人），已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部，又没有测置式机器人的刚度问题，从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人（负载100～150kg）大多选用平行四边形结构形式的机器人。

焊接机器人在汽车生产中应用

焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量，因而甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的运动时间也大为缩短。该公司近推出一种高度低的点焊机器人，用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起，共同对车体上部进行加工，从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接，板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境。

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。

点焊、弧焊机器人的协同作业过程

在汽车生产中，点焊、弧焊机器人之间的协同作业是相当关键的，它可以提高生产效率和优化生产节拍，同时干涉区的界定实现了机器人之间的互锁，提高了生产中的安全性和可靠性。那么，点焊、弧焊机器人是怎么实现协同作业的呢？

很显然，点焊、弧焊机器人单独工作已经不能满足人们对效率的要求，为了提高生产效率和优化工作节拍，可以将点焊机器人和弧焊机器人应用于汽车侧前门或侧后门同时焊接。

其中点焊机器人主要对侧门内侧的17点进行焊接，而弧焊机器人则是负责上下2个门铰链的焊接，且要求点焊、弧焊机器人同时工作。由于点焊机器人及其弧焊机器人有各自独立的电气控制单元，所以整个系统由PLC作为控制单元，由PLC来控制机器人、夹具和导轨之间的相互动作。

在实现点焊、弧焊机器人同时运用的过程中，主要解决的是安全问题，由于两个机器人同时在一个工件上焊接，各自的工作空间非常小，一不小心两个机器人就可能发生碰撞。

为此，可以划分4块干涉区，并要求每个干涉区每次多只允许一个机器人进人。在划分干涉区时，在考虑安全的前提下尽量将干涉区的面积小，这样可以保障机器人的运动空间更大，以致优化生产节拍。

焊接机器人操作机以及厂家介绍

机构向着模块化、可重构方向发展。例如，关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节 模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 机器人的结构更加灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化方向发展。

通过有限元分析、模态分析及设计等现代设计方法的运用，实现机器人操作机构的优化设计。 探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比。例如，以德国KUKA公司为代表的机器人公司，已将机 器人并联平行四边形结构改为开链结构，拓展了机器人的工作范围，加之轻质铝合金材料的应用，大大提高 了机器人的性能。

焊接机器人是机电一体化的高科技产品

依靠企业自身的能力是不够的。要求政府给予机器人制造企业和使用国产机器人系统的企业一定的政策和财政支持，以加快国产机器人在中国的发展。 性能特征: (1)外部光路通过光纤传输，密封性好，安全可靠。 (2)焊接灵活，适用性广。它可以自动焊接几乎所有的钣金产品。 (3)产品转换非常方便，几乎没有转换暂停时间。 (4)焊接牢固，焊缝美观，无高温变色和焊渣飞溅现象。 (5)安全保护齐全。 (6)主要配备光纤传导YAG激光器和六轴机器人、保护性吹气系统、聚焦红光指示系统、提取净化系统、安全防护护栏和独立控制柜。的焊接质量，厨房用具、五金等产品的全自动激光焊接