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焊接机器人组成结构

焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例小型焊接机器人，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。

世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人，绝大部分有6个轴。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式：一种为平行四边形结构自动焊接机器人，一种为侧置式（摆式）结构，如图2a、b所示。侧置式（摆式）结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此，这种机器人可倒挂在机架上工作，以节省占地面积，方便地面物件的流动。但是这种侧置式机器人搬运机器人，2、3轴为悬臂结构，降低机器人的刚度，一般适用于负载较小的机器人，用于电弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小（局限于机器人的前部），难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人（平行机器人），已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部，又没有测置式机器人的刚度问题，从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人（负载100～150kg）大多选用平行四边形结构形式的机器人。

焊接机器人特点

点焊对焊接机器人的要求不是很高。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求，这也是机器人早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能力，取决于所用的焊钳形式。对于用与变压器分离的焊钳，30～45kg负载的机器人就足够了。但是，这种焊钳一方面由于二次电缆线长，电能损耗大，也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接；另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动，电缆的损坏较快。因此，目前逐渐增多采用一体式焊钳。这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。考虑到机器人要有足够的负载能力，能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接，一般都选用100～150kg负载的重型机器人。为了适应连续点焊时焊钳短距离快速移位的要求。新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。这对电机的性能，微机的运算速度和算法都提出更高的要求。

焊接机械手

在焊接机械手的配合下，完成的放热焊接点象铜一样不受腐蚀性产物的影响，能经受反复多次的大浪涌电流而不退化，可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢包括不锈钢及高阻加热热源材料。

当遇到一些特殊情况的话，还可以采用两层两道的焊法，比如说焊脚尺寸在8-10mm时，可采用两层两道的焊法。焊接机械手在焊层时，可采用3-4mm直径的焊条，焊接电流稍大些，以获得较大的熔深。然后采用直线形运条法，在收尾时应把弧坑填满或略高些，这样在焊接第二次收尾时，不会因焊缝温度而产生弧坑过低的现象。

在焊接机械手焊第二层之前，必须将层的熔渣清除干净，同时采用4mm直径的焊条，焊接电流不宜过大，电流过大会产生咬边现象。当第二道焊缝覆盖层大于2/3时，在焊接第三道时可采用直线往复运条法，以避免第三道焊缝过高。

工业机器人在生产中的应用 焊接过程传感和自适应控制技术集成一个或多个传感器的焊接机器人可以实现对环境的感知、信息提取和处理，并通过视觉、触觉等感官反馈形成一定的闭环控制。它对外界环境的变化具有一定的适应性，如自动定位焊接起始位置、自动跟踪焊缝等。智能水平较高的机器人需要能够根据获取的信息进行判断、融合和决策。它对复杂环境有较高的适应性，能够完成更复杂的任务，这是焊接智能未来的发展方向。 焊接工作站/生产线的多机器人协作技术采用焊接工作站或生产线的形式，采用多机器人协作技术实现多个焊接操作或与定位、安装、检测等其他过程同时进行焊接操作。可以大大提高生产效率，保证质量，进一步减少人工干预，使生产空间更加紧凑。同时，参与操作的多个机器人或运动轴的协同控制可以避免运动干涉或相互碰撞的问题，提高生产安全性，降低生产线故障的概率。 机器人技术适用于高能束焊、搅拌摩擦焊等技术方法高能束焊如激光和电子束对焊接机器人在运动轨迹的控制、辅助设备的集成等方面提出了特殊要求。 极端环境下焊接机器人的遥控技术要求遥控机器人代替人在核环境、空间、深海等特殊工作条件下完成焊接任务。辐射、气压、水压、重力、温度等极端环境的特殊性。要求焊接机器人在机械结构、电气设计、传感方式、控制技术、工艺方法等方面有相应的措施。

机器人焊接常见问题、解决措施及操作注意事项 焊接机器人是从事焊接(包括切割和喷涂)的工业机器人。它主要包括两部分: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(焊钳)等部件组成。对于智能机器人，还应配备传感系统，如激光或摄像机传感器及其控制装置。一、焊接机器人常见问题(1)焊接偏差问题:可能是焊接位置不正确或焊枪搜索问题造成的。此时，应考虑并调整焊枪中心位置是否准确。如果这种情况经常发生，必须通过重新调零来检查和校正机器人各轴的零位。(2)咬边问题:可能是由于焊接参数选择不当，焊枪角度或焊枪位置不正确，可以适当调整。(3)气孔问题:可能是气体保护不良、工件底漆过厚或保护气体干燥不足造成的，可通过相应的调整进行处理。(4)飞溅过大:可能是焊接参数选择不当、气体成分或焊丝伸出长度过长造成的。焊接参数可通过适当调节机器功率来改变，气体配比表可调节混合气体的比例，焊枪与工件的相对位置可调节。(5)焊缝末端冷却后形成弧坑的问题:编程时，可在工作步骤中增加埋弧坑的功能，将其填满。2.机器人系统故障(1)枪碰撞。可能是由于工件装配偏差或焊枪传输控制协议不准确，可以检查装配情况或纠正焊枪传输控制协议。(2)电弧故障发生，电弧不能启动。可能是因为焊丝不接触工件或者工艺参数太小，焊丝可以手动进给，焊枪和焊缝之间的距离可以调节，或者工艺参数可以适当调节。(3)保护气体监测和报警。冷却水或保护气体的供应有故障。检查冷却水或保护气体管道。作为示教再现机器人，如何保证工件的质量要求工件的装配质量和精度必须具有良好的一致性。