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焊接机器人

焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接自动焊接机器人，切割或热喷涂。

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。

焊接机器人熔池温度的影响因素有很多

焊接机器人进行焊接工作的时候，其熔池溫度的多少与许多要素相关，焊接机器人包含焊丝角度、焊接時间、焊丝直徑、焊接工艺等要素，因此假如发现熔池溫度过高，就需要从这几方面下手进行减温。

焊接机器人焊接过程中，焊丝与焊接方位的夹角在九十度时，电弧聚集，熔池溫度高;而夹角小，电弧分散化，熔池溫度较低。例如在进行12mm平焊封底层的时候，焊丝角度应操纵在60-70度，使熔池溫度有一定的减少，防止了反面形成焊疤或起高。次之，要严控焊接机器人系统电弧燃烧時间，断弧的頻率和电弧燃烧時间直接影响着熔池溫度，因为壁厚较薄，电弧热量的承受力比较有限，假如减慢断弧頻率来减少熔池溫度，易形成缩孔，因此只有用电弧燃烧時间来操纵熔池溫度，防止管道內部焊缝极高或形成焊疤。

常规状况下，要求焊接机器人依据焊缝空間部位、焊接层次来选用焊接电流和焊丝直徑，开焊时选用的焊接电流和焊丝直徑比较大，立、横仰位较小。只有这样，才可以更为容易操纵熔池溫度，使得焊缝成型。依据过去的经验，焊接机器人采用圆圈形运条时熔池溫度高过半月形运条溫度，半月形运条溫度又高过锯齿状运条的熔池溫度，因此尽可能采用锯齿状运条，而且用晃动的幅度与在坡口两边的停顿，有效的操纵了熔池溫度。

焊接机器人进行熔化极气体保护焊时的送丝方式

在利用焊接机器人进行熔化极气体保护焊的过程中，送丝过程基本都是一步到位了，那是因为焊接机器人中设置有自动化的送丝系统，包括了送丝、送丝软管、焊丝盘等部分组成，通过的配置将将焊丝送至位置。

焊接机器人的送丝系统可以通过三种不同的方式送丝，一种是推丝式，这样的结构相对比较简单、轻便，操作维修也很方便，但就是焊丝送进的阻力较大，随着送丝软管的加长，送丝稳定性变差。所以，这种送丝方式通常应用于焊丝直径为2.0mm、送丝软管长度为5m的半自动熔化极气体保护焊中。

焊接机器人送丝系统用到的另一种送丝方式是拉丝式，将焊丝盘和焊枪分开，使得两者通过送丝软管连接。另一种是将焊丝盘直接安装在焊枪上。这两种都适用于细丝半自动熔化极气体保护焊，使用焊丝直径小于或等于0.8mm，送丝较稳定。

还有一种是推拉丝式送丝方式，也是焊接机器人送丝系统中会用到的工作方式，这种送丝系统中同时有推丝机和拉丝机，其中推丝为主要动力，拉丝是将焊丝校直。虽然它的送丝软管可加长到10m，但由于结构复杂，所以实际中用的并不多。

既然送丝是焊接过程中不必可少的作业环节之一，那就要好好处理，在设计焊接机器人的时候也要将这方面考虑在内，使其送丝系统满足实际焊接的需求。

焊接机械手

在焊接机械手的配合下，完成的放热焊接点象铜一样不受腐蚀性产物的影响，能经受反复多次的大浪涌电流而不退化，可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢包括不锈钢及高阻加热热源材料。

当遇到一些特殊情况的话，还可以采用两层两道的焊法，比如说焊脚尺寸在8-10mm时，可采用两层两道的焊法。焊接机械手在焊层时，可采用3-4mm直径的焊条，焊接电流稍大些，以获得较大的熔深。然后采用直线形运条法，在收尾时应把弧坑填满或略高些，这样在焊接第二次收尾时，不会因焊缝温度而产生弧坑过低的现象。

在焊接机械手焊第二层之前，必须将层的熔渣清除干净，同时采用4mm直径的焊条，焊接电流不宜过大，电流过大会产生咬边现象。当第二道焊缝覆盖层大于2/3时，在焊接第三道时可采用直线往复运条法，以避免第三道焊缝过高。

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。