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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   。

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、焊接工艺等要素搬运机器人，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。

利用焊接机械手进行放热焊接的优势

很多时候我们会建议大家采用焊接机械手与放热焊接工艺配合的方式，这里所提到的放热焊接就是利用铝和氧化亚铜粉末的混合剂在化学反应时产生的超高热，熔化被焊接材料，从而达到焊接的目的。

利用焊接机械手进行放热焊接施工时，需要将连接的防雷引下线或接地线放入放热焊接石墨熔模中，并在其中放入隔离片，阻止放热焊剂粉末漏到模具中；再将放热焊剂倒入坩埚，放上引火粉，用点点燃引火粉，使放热焊剂未发生化学反应，形成高温液态铜，流入放热焊模具中，使铜包钢绞线熔化成一体。

相比其他焊接技术，放热焊接的优点在于无需外接电源或热源；供焊接用的材料很轻，携带方便；焊接点的载流能力与导线的载流能力相等；另外，由于焊接点是焊接而成的，所以是性的，不会老化，不会松脱。

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。

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。