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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）组成自动焊接生产线。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。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。

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，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。

焊接应用

如果工件在整个焊接过程中无需变位，就可以用夹具把工件定位在工作台面上，这种系统既是不过的了。但在实际生产中，更多的工件在焊接时需要变位，使焊缝处在较好的位置（姿态）下焊接。对于这种情况，变位机与机器人可以是分别运动，即变位机变位后机器人再焊接；也可以是同时运动，即变位机一边变位，机器人一边焊接，也就是常说的变位机与机器人协调运动。这时变位机的运动及机器人的运动复合，使焊枪相对于工件的运动既能满足焊缝轨迹又能满足焊接速度及焊枪姿态的要求。实际上这时变位机的轴已成为机器人的组成部分，这种焊接机器人系统可以多达7-20个轴，或更多。的机器人控制柜可以是两台机器人的组合作12个轴协调运动。其中一台是焊接机器人、另一台是搬运机器人作变位机用。

以下几个方面提高焊接件的零件准备质量和装配精度

(1) 为焊接机器人准备专门的焊接工艺，严格控制零件尺寸、焊接坡口和装配尺寸。一般零件和槽尺寸公差控制在±0.8mm以内，装配尺寸误差控制在±1.5mm以内。焊接缺陷如气孔和咬边的概率可以大大降低。

(2) 采用的装配工装来提高焊接件的装配精度。

(3) 焊缝应清理干净，无油污、铁锈、焊渣、切割渣等杂物。允许使用可焊接底漆。否则会影响引弧的成功率。定位焊由电极焊改为气体保护焊。同时，对点焊部位进行抛光处理，避免点焊时产生的残余渣壳或气孔，避免电弧不稳定甚至产生飞溅。

焊接机器人的应用应严格控制零件的制备质量，提高焊接零件的装配精度。零件的表面质量、坡口尺寸和装配精度将影响焊缝跟踪效果。

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。

简述焊接机器人的运动控制系统

用户为了正确使用并做到能常规维护焊接机器人，要对焊接机器人的运动控制系统有一定的了解，掌握其工作原理。

焊接机器人是装上了焊钳或各种焊枪的工业机器人。工业机器人的运动控制系统涉及数学、自动控制理论等，内容很多。要在较短的篇幅中，而系统地介绍工业机器人的运动控制系统，实在是非工业机器人控制人员所能及的事情，从焊接机器人的用户角度出发简明地阐述有关机器人运动控制系统的一般性问题。

焊接机器人系统包括：一焊接机器人，一用来控制焊接机器人驱动的机器人控制器，一个用来检测焊接机器人焊接状态的传感器，以及一个用来执行焊接机器人和机器人控制器整个控制的主个人计算机（ＰＣ），其中主ＰＣ机根据传感器提供的检测信号向机器人控制器发送和接收关于焊接机器人移动路径的修正命令，因而直接控制焊接机器人的移动路径。因此，在焊接机器人系统中，在焊接过程中主ＰＣ机可以直接控制焊接机器人的移动路径。

机器人控制系统是机器人的重要组成部分，主要用于对机器人运动的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：

1 记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。

2 示教功能：离线编程、在线示教、间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两

3 与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。

4 坐标设置功能：有关节坐标系、坐标系、工具坐标系和用户自定义四种坐标系。

5 人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。

6 传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。

7 位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。

8 故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。

焊接机器人中点焊和弧焊机器人有哪些区别，该如何区分呢？ 焊接机器人焊接已经成为焊接自动化技术现代化的主要标志。由于焊接机器人具有通用性强、工作可靠等优点，越来越受到人们的重视。自动焊接机器人是点焊机器人和弧焊机器人的总称。既然它们都是自动焊接机器人，应该如何区分呢？点焊机器人广泛应用于汽车行业。在组装每个车身时，很大一部分点焊是由机器人完成的。然而，当点焊机器人次出现时，它仅用于增强焊接操作。后来，为了保证拼接精度，开始完成定位焊接操作。随着弧焊技术在许多行业的广泛应用，弧焊机器人作为一种自动焊接机器人，被广泛应用于通用机械和金属结构等许多行业。在电弧焊操作中，焊枪应跟踪工件焊缝的移动，并不断填充金属以形成焊缝。因此，速度稳定性和轨迹精度是运动过程中的两个重要指标。现在人们再也不想去糟糕的焊接车间了。只要设置好焊接机器人的参数，焊接机器人就可以完成任务。焊接机器人是焊接结构生产的一部分，可以代替人工操作，完成复杂的由程序控制的焊接操作设备。使用焊接机器人来完成焊接任务只需要操作者教它一次，然后机器人可以很容易地重复每一步的教学。如果机器人被允许做另一项工作，它不需要改变硬件，只需要被再次示教。