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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工业机器人，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，响应慢，主要对焊缝进行粗跟踪自动焊接机器人，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   。

点焊机器人在汽车装配线上的大规模应用

提高了汽车装配焊接的生产率和焊接质量。同时，它还具有柔性焊接的特点搬运机器人，即只要改变程序，就可以在同一条生产线上组装焊接不同的模型。据数据统计，在我国，点焊机器人占焊接机器人总数的46%，主要应用于汽车、农业机械、摩托车等行业。汽车白车身装配一般需要焊接4000-6000个焊接点。只有形成以机器人为核心的柔性焊接生产线，才能完成批量生产，满足未来新产品开发和多产品生产的发展要求。中国的焊接市场由外国主导。 焊钳的开度可根据工件情况调整。只要不发生碰撞或干扰，就可以尽量减小开度，以节省焊钳的开度和开闭焊钳所占用的时间。 焊钳闭合加压时，不仅可以调节压力，而且闭合时两电极也要稍微闭合，以减少冲击变形和噪声。

焊接机器人电弧的静特性与哪些因素有关

焊接机器人是利用产生的电弧对材料施加作用，从而达到焊接的目的，电弧在焊接过程中也会表现出不同的性能，静特性是其中之一。事实上，焊接机器人电弧的静特性还是与很多因素有关的，如果能充分掌握这一点，也有助于理解电弧变化的原因。

焊接机器人焊接作业中，一旦电极材料、气体介质以及弧长等方面都能保持一定的情况下，只要焊接机器人的电弧能稳定燃烧，焊接电流和电弧电压会呈现出相应的变化。

由此可知，电极材料、气体介质、电弧长度等都与焊接机器人电弧的静特息相关，在周围气体介质压力的影响下，如果其他参数不变的话，电弧压力会因介质压力的变化而变化。

所谓的电弧长度变化，只要还是指焊接机器人弧柱长度的变化，与此同时，阴极区和阳极区的长度的变化并不显著。那么一旦整个弧柱的压降增加，电弧的静特性位置也会随之提高。即当电流一定时，电弧长度增加，电弧电压将随之增加。

由于气体种类的不同，将会导致气体的电离能和热物理性能也不同，对于会对电弧电压到了差异化影响。一般情况下，导热系数大的气体对电弧的冷却作用会更强一些，所以这时候焊接机器人的电弧电压是升高的。

弧焊机器人的负载能力和设计

弧焊机器人是从事焊接的工业机器人，这是一种多功能，可重新编程的机械手，具有三个或更多可编程轴，适用于工业自动化领域。为了适应不同的目的，弧焊机器人种一个轴的机械接口通常是连接法兰，可以配备不同的工具或末端执行器。弧焊机器人将焊钳或焊接枪安装在端轴法兰上，以便焊接，切割或热喷涂。

实践证明，弧焊机器人需要多少负载能力取决于所使用的焊钳类型，对于与变压器分开的焊钳，负载为30至45 kg的机器人足够了。然而，一方面，由于二次电缆的长度，焊钳具有大的电能损失，并且不利于机器人将焊钳延伸到工件中。 另一方面，电缆在没有机器人移动的情况下运行，并且电缆快速损坏。

因此，综合焊钳的使用正在逐步增加，这种焊钳与变压器质量一起约为70kg。 考虑到弧焊机器人具有足够的负载能力，焊钳可以被送到空间位置以便以大的加速度进行焊接，并且通常选择负载为100至150kg的重型机器人。

为了满足连续点焊过程中焊钳短距离快速位移的要求，新型机器人增加了在0.3秒内执行50毫米排量的能力。这对电动机的性能，微机的运行速度和算法提出了更高的要求。

弧焊机器人中采用了设计的双锥锁定活塞带定位销，确保了出色的可重复性。满载后，数百万次循环测试的结果表明，一般精度优于标签值，硬度高。由于锁定机构的活塞的高锁定力和大半径，工具快速更换装置提供高扭矩阻力，锁定后的换刀装置在大惯性运动期间不会松动。

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。