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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，切割或热喷涂自动焊接机器人。

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，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搬运机器人，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，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   。

根据自动焊接的优点，国内外采用自动或半自动的方法实现了相贯线焊缝的焊接

其中一种是通过机械凸轮靠模或角度逼近来实现相贯线的焊接过程。这些焊接设备通常对焊接质量和效率的控制不稳定，缺乏反馈和数字化管理。另一种方法是利用通用的弧焊机器人实现相贯线焊缝的焊接过程。这种方法一般采用教学法和法，繁琐，适应性差。而一般的弧焊机器人一般价格昂贵，不适合批量生产。

随着信息技术的发展和应用，数字信息在工业领域的应用越来越广泛。数字化焊接可以通过集成焊接系统建立完整的柔性焊接生产线，并能模拟焊接过程，优化焊接工艺

本文通过对相贯线焊接机器人运动控制系统的研究，建立了一套相贯线焊接机器人，能够根据实际工作情况准确地调整焊接轨迹，提高了相贯线焊接机器人的适应性;在焊接过程中，实现了焊接数据向上层网络的实时传输，实现了焊接过程的自动化和数字化，大大提高了焊接效率和稳定性，对提高相贯线焊接的焊接质量具有重要意义。

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。

使用焊接机器人焊接时，焊接机器人的作业原理是什么？ 操作焊接机器人需要熟练的焊工，具有熟练的操作技能、丰富的实践经验和稳定的焊接水平。焊接是一种工作条件恶劣、高烟、高散热、高风险的工作。工业焊接机器人的出现自然促使人们考虑用它们代替手工焊接，以降低焊工的劳动强度，同时保证焊接质量，提高焊接效率。然而，焊接不同于其他工业过程。例如，在电弧焊接过程中，待焊接的工件通过局部加热、熔化和冷却而变形，并且焊接轨迹相应地改变。手工焊接过程中有经验的焊工可以根据肉眼观察到的实际焊接位置来调整焊枪的位置、姿态和行走速度，以适应焊接轨迹的变化。然而，为了适应这种变化，机器人必须首先像人一样“看到”这种变化，然后采取相应的措施来调整焊枪的位置和状态，以实现焊缝的实时跟踪。由于焊接机器人在焊接过程中产生的强电弧、电弧噪声、烟雾、保险丝短路、大电流和强磁场等复杂环境因素的存在，机器人需要检测和识别焊接所需的信号特征。它不像工业制造中的其他过程那样容易检测。因此，焊接机器人的应用从一开始就没有应用在弧焊过程中。机器人弧焊应用越来越广泛，机器人的数量远远高于机器人点焊的数量。在现代生产线上，柔性生产越来越受到重视。工业生产的需求日益增加，手工焊接的成本相对较高，而且焊工人数少，所以焊工很难招到。焊接机器人的出现无疑是一个不错的选择！