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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。

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）下焊接自动焊接机器人。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。

焊接机器人的安全预防措施

为了确保万无一失，不仅要对焊接机器人的工作场所采取安全预防措施，而且在维修和检查机器人的时候也要采取安全预防措施，这样才能保障设备及人员的安全性，减少不必要的伤害或损失。

焊接机器人工作场所的安全预防措施要怎么实现呢？首先请务必要保证其作业区域和设备的整洁度，如果地面上有油、水、工具、工件等的话，可能会给操作人员带来安全隐患，引发严重事故。

其次，每当使用完工具之后都必须将其放回到焊接机器人动作范围外的原位置保存，避免焊接机器人与遗忘在夹具上的工具发生碰撞，造成夹具或机器人因此而受损。另外各项操作都完成之后，不要忘了还要打扫机器人和夹具。

而维护和检查焊接机器人的过程中，又该采取哪些安全预防措施？很简单，作为焊接机器人的工作人员，在作业之前必须穿着特定的工作服，佩戴安全鞋和安全帽，起到充分的保护作用。

其次，对于负责焊接机器人系统集成的人员、系统安全设备的设计、制造人员必须理解掌握安全护栏以及安全设备的，有必要通读手册了解出现紧急情况时需采取的正确操作和措施。

另外就是要严格请遵守安全规则，避免出现意外的事故或伤害，负责焊接机器人维护和检查的人员必须检查和确认所有与紧急停止相关的电路，并使其按照对应的安全标准被安全正确的互锁。进行维护或检查作业时，要确保随时可按下紧急停止开关，以便需要时立即停止焊接机器人的作业。

焊接机器人的结构与性能

焊接机器人是一种从事焊接(包括切割和喷涂)的工业机器人。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，可以用不同的工具或末端执行器连接。焊接机器人是在工业机器人的端部法兰上安装焊钳或焊接(切割)枪，以便焊接、切割或热喷涂。

焊接机器人主要包括机器人和焊接设备。机器人由机器人本体和控制柜(硬件和软件)组成。焊接设备以电弧焊和点焊为例，由焊接电源(包括其控制系统)、送丝机(电弧焊)、焊枪(夹具)等组成。对于智能机器人，应具有传感器系统，如激光或摄像机传感器及其控制装置。

世界上生产的焊接机器人基本上都是关节机器人，其中大部分都有六个轴。其中，轴1、轴2、轴3可以将末端刀具送至不同的空间位置，轴4、轴5、轴6可以解决刀具姿态的不同要求。焊接机器人的机械结构主要有两种：一种是平行四边形结构，另一种是侧摆结构。

上述两种机器人的轴都是旋转的，所以用伺服电机通过摆线针轮减速器(1-3轴)和谐波减速器(1-6轴)驱动。在20世纪80年代中期以前，直流伺服电机被用于电动机器人。自20世纪80年代末以来，交流伺服电机已在许多国家得到应用。由于交流电机没有碳刷，具有良好的动态特性，新型机器人不仅事故率低，而且免维护时间大幅度增加，升(降)速快。一些重量小于16KG的新型轻型机器人在刀具中心点(TCP)的大移动速度超过3m/s，定位准确，振动小。同时，机器人控制柜还采用32位微型计算机和新算法，使其具有自寻优路径的功能。

自动焊接设备是工业现代化的必然趋势

近二十年来，伴随着智能化、自动化、电子计算机、机械设计技术性的发展，及其对焊接品质的重视，全自动焊接已发展变成一种的生产技术。自动焊接设备在各个领域的运用中充分发挥着愈来愈关键的功效，其运用范畴已经快速扩张。在当代工业化生产中，焊接全过程的化和自动化是焊接机械制造业发展的必然趋势。

根据自动化程度，自动焊接设备可分为以下三类：

一、刚性自动焊接设备刚性自动焊接设备也可以称为一次自动焊接设备，大多是根据开环控制原理设计的。虽然整个焊接过程是由焊接设备自动完成的，但焊接过程中焊接参数的波动不能形成闭环反馈系统，可能出现的偏差也不能随意修正。

二、自适应控制焊接设备是一种自动化程度高的焊接设备。配备传感器和电子检测线，自动引导和跟踪焊缝轨迹，对主要焊接参数进行闭环反馈控制。整个焊接过程将根据预先设定的程序和工艺参数自动完成

三、它利用视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器、激光扫描仪等各种先进的传感器元件，借助计算机软件系统，数据库和系统具有识别、判断、实时检测、操作、自动编程等功能，焊接参数存储及焊接记录文件自动生成。

未来几年，将是焊接行业快速发展的有利时期。我们焊接工人还有很长的路要走，所以我们必须树立面对困难的决心。抓住机遇，努力提高我国焊接自动化水平。

自动化智能装备行业经历了十多年的不断和研发突破。在不断升级产品的同时，深入用户现场，根据生产工艺制作产品，满足不同层次的市场需求。本着追求的产品质量，一直注重对焊接切割行业的深度培育，提炼出的“工匠精神”。

简述焊接机器人的运动控制系统

用户为了正确使用并做到能常规维护焊接机器人，要对焊接机器人的运动控制系统有一定的了解，掌握其工作原理。

焊接机器人是装上了焊钳或各种焊枪的工业机器人。工业机器人的运动控制系统涉及数学、自动控制理论等，内容很多。要在较短的篇幅中，而系统地介绍工业机器人的运动控制系统，实在是非工业机器人控制人员所能及的事情，从焊接机器人的用户角度出发简明地阐述有关机器人运动控制系统的一般性问题。

焊接机器人系统包括：一焊接机器人，一用来控制焊接机器人驱动的机器人控制器，一个用来检测焊接机器人焊接状态的传感器，以及一个用来执行焊接机器人和机器人控制器整个控制的主个人计算机（ＰＣ），其中主ＰＣ机根据传感器提供的检测信号向机器人控制器发送和接收关于焊接机器人移动路径的修正命令，因而直接控制焊接机器人的移动路径。因此，在焊接机器人系统中，在焊接过程中主ＰＣ机可以直接控制焊接机器人的移动路径。

机器人控制系统是机器人的重要组成部分，主要用于对机器人运动的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：

1 记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。

2 示教功能：离线编程、在线示教、间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两

3 与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。

4 坐标设置功能：有关节坐标系、坐标系、工具坐标系和用户自定义四种坐标系。

5 人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。

6 传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。

7 位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。

8 故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。