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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，跟踪焊缝自动焊接家具焊接机器人，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工业机器人，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，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   。

对焊接机器人工作站进一步细分

箱体焊接机器人工作站是专门针对箱柜行业中，生产量大，焊接质量及尺寸要求高的箱体焊接开发的机器人工作站装备。

箱体焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊枪送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成搬运机器人。该工作站适用于各式箱体类工件的焊接，在同一工作站内通过使用不停的夹具可实现多品种的箱体自动焊接，焊接的相对位置高。由于采用双工位变位机，焊接的同时，其他工位可拆装工件，极大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脉冲过渡或CMT冷金属过渡焊接工艺方式进行焊接，使焊接过程中热输入量大大减少，保证产品焊接后不变形，通过调整焊接规范和机器人焊接姿态，保证产品焊缝质量好，焊缝美观，特别对于密封性要求高的不锈钢气室，焊接后保证气室气体不泄露。通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工作夹具，可实现多个品种箱体的自动焊接。

用不同工作范围的弧焊机器人和相应尺寸的变位机，工作站可以满足焊缝长度在2000mm左右的各类箱体的焊接要求。焊接速度3－10mm/s，根据箱体基本材料，焊接工艺采用不同类型的气体保护焊。该工作站还广泛用于电力、电气、机械、汽车等行业。

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。

框架自动焊接机器人

车架就像人体骨架，关系到整车的安全性和稳定性。与手工焊接相比，全自动框架焊接机器人的装配线焊接操作不受人的情感影响，焊接接头更均匀;从操作角度看，也比单臂机械焊接更稳定，使用全自动框架焊接机器人大大节省了人力资源，智能焊接使焊接质量更好，无论设备有多好，如果不细心呵护，它在总是出问题的时候，如何维护车架的自动焊接机器人?

侧装(倾斜)结构的主要优点是上下臂运动范围大，使机器人的工作空间几乎达到一个球体。因此，机器人可以倒挂在机架上工作，从而节省占地面积，方便地面物体的流动。然而，这种侧装机器人采用2轴和3轴悬臂结构，可以降低机器人的刚度。一般适用于小负载的机器人，用于电弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人的上臂由拉杆驱动。拉杆和下臂构成平行四边形的两侧。因此得名。

早期开发的平行四边形机器人工作空间相对较小(于机器人前端)，因此很难倒立工作。然而，自20世纪80年代末发展起来的新型平行四边形机器人能够将工作空间扩展到机器人的顶部、后部和底部，而且测量机器人不存在刚度问题，因此受到了广泛的重视。这种结构不仅适用于轻型机器人，也适用于重型机器人。近年来，大多数点焊机器人(负载100-150kg)采用平行四边形结构。

焊接机器人自动化应用中的问题及解决方法 目前，应用中的焊接机器人仍然是“示教再现型”，其焊接路径和工艺参数是预先设定的，工作条件的一致性非常严格，焊接过程中缺乏传感反馈和外部信息实时调整的功能。然而，实际焊接过程中环境和条件的变化是不可避免的。例如，焊接工件的加工和装配误差造成接头位置、焊缝间隙和尺寸的分散，示教轨迹与实际焊缝的差异，热变形、熔透和焊缝成形的不稳定性等因素都会引起焊接质量的波动和焊接缺陷的产生。为了克服焊接过程中各种不确定因素对精密焊接质量的影响，迫切需要采用信息反馈、智能控制等技术来提高现有焊接机器人的适应性或智能水平，从而实现初始焊接位置识别和自主引导、实时焊缝修正和跟踪、焊接熔池动态特征信息的获取、工艺参数的自适应调整以及焊缝成形的实时控制。 即机器人焊接过程的自主智能控制，弥补了焊接机器人在自动焊接中的不足。 焊接机器人在工业中的应用 弧焊机器人行业的主要应用分布在造船、汽车零部件、摩托车、自行车、钣金等行业。此外，弧焊机器人在工程机械丰富的中厚板行业的应用也在不断扩大。