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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，跟踪焊缝自动焊接铝材焊接机器人，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．另外自动焊接机器人，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，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   。

常规的弧焊机器人系统由以5部分组成：

1、机器人本体，一般是伺服电机驱动的6轴关节式操作机，它由驱动器、传动机构、机械手臂、关节以及内部传感器等组成。它的任务是地保证机械手末端（悍枪）所要求的位置、姿态和运动轨迹搬运机器人。

2、机器人控制柜，它是机器人系统的神经，包括计算机硬件、软件和一些电路，负责处理机器人工作过程中的全部信息和控制其全部动作，示教盒与之配合使用。

3、焊接电源系统，包括焊接电源、焊枪等。

4、焊接传感器及系统安全保护设施。

5、焊接工装夹具。

对于小批量多品种、体积或质量较大的产品，可根据其工件的焊缝空间分布情况，采用简易焊接机器人工作站或焊接变位机和机器人组合的机器人工作站。以适用于“多品种、小批量”的柔性化生产。

对于工件体积小、易输送．且批量大、品种规格多的产品．将焊接工序细分，采用机器人与焊接专机组合的生产流水线，结合模块化的焊接夹具以及快速换模技术，以达到投资少、的低成本自动化的目的。

哪些方面反映出焊接机器人智能化、多样化发展趋势？

随着科研力度的不断加强，机器人的技术水平也变得越来越来，从机器人技术发展趋势看，焊接机器人和其它工业机器人一样，同样都是朝着智能化和多样化方向发展。可以从哪些方面看出焊接机器人有这样的发展趋势呢？

首先是焊接机器人的操作机构方面的变化，通过有限元分析、模态分析及设计等现金设计方法的运用，逐步实现了机器人操作机构的优化设计。较为明显的就是高强度轻质材料的运用，进一步提高了焊接机器人操作机构的负载和自重比。

同时在焊接机器人中采用了先进的RV减速器及交流伺服电机，使机器人操作机几乎成为免维护系统；并推动其机构向着模块化、可重构方向发展，使得焊接机器人的结构更加灵巧，控制系统愈来愈小。

其次就是以及的焊接机器人的控制系统，为了便于实现标准化和网络化，重点开始研究开放式、模块化控制系统。这样的话，不仅可以大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性，还能实现了软件伺服和全数字控制。

在焊接机器人传感技术方面也体现出了智能化和多样化，有些焊接机器人中除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，还应用了激光传感器、视觉传感器和力传感器，并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。

除此之外，焊接机器人的网络通信功能、遥控和监控技术、虚拟技术、多智能体调控技术以及性能价格比都在逐渐发生变化，已经不再是原来的技术了，但都是为了越变越好，力求能够使得焊接机器人满足任何场合的需求。

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。

机器人焊接控制系统的特点

公司致力于机器人系统、机器人周边配套设备的设计、制造、销售和服务，产品包括用于焊接、切割、搬运的各类机器人工作站/生产线，以及机器人的焊接电源、变位机、行走轨道、接触传感等配套设备。公司产品广泛服务于汽车部件、工程机械、轨道交通、石油化工、能源、电力、机械加工、建设安装等行业。

其特点是：

1.1、可扩展性，机器人焊接系统可以灵活地增加硬件设备控制接口来实现功能的拓展和性能的提高，发展潜力巨大。

2.2、可增减性，机器人焊接系统的性能和功能根据实际需要方便地增减。

3.3、可互操作性，通过定义一系列的标准物理接口、行为模式、通信机制、数据语义和交互机制来实现。

开放式控制系统硬件平台应满足：

1.1、硬件系统基于标准总线结构,具有可伸缩性，低成本。

2.2、开放性要求硬件系统模块化,便于添加或更换各种接口、传感器、特殊计算机等。

开放式控制系统软件系统应具有以下特点：

1.1、可移植性

2.2、交互性和分布性

3.3、效率