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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，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机器人焊接生产线，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   。

焊接机器人装备

点焊机器人的焊接装备，由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流搬运机器人，而对于容量较大的变压器，已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600～700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接。焊接参数由定时器调节，参见图1b。新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，通常用气动的焊钳，气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。近年来出现一种新的电伺服点焊钳，如图4所示。焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。而且电极间的压紧力也可以无级调节。这种新的电伺服点焊钳具有如下优点：

1）每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人控制的，机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合；而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可以一边位移，不必等机器人到位后焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动；

2）焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度，以节省焊钳开度，以节省焊钳开合所占的时间。

3）焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，减少撞击变形和噪声。

自动焊接机器人编程技巧

近20年来，随着数字化、自动化、计算机、机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术。自动焊接设备在各行各业的应用中发挥着越来越重要的作用，其应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接过程的机械化和自动化是焊接机械制造业发展的必然趋势。

自动焊接设备|自动焊接机器人：

(1) 焊枪的空间过渡要求运动轨迹短、平稳、安全。

(2) 选择合理的焊接顺序，以减少焊接变形和焊枪路径长度来确定焊接顺序。

(3) 为了获得佳的焊接参数，制作了焊接试验和工艺评定的工作试样。

(4) 一般来说，程序不能一步完成。在机器人焊接过程中，只有不断地检查和修改程序，调整焊接参数和焊枪姿态，才能形成良好的程序。

(5) 及时插入枪清洗程序。焊接工艺写好一定长度后，应及时插入焊枪清洗程序，防止焊接飞溅物堵塞焊枪和导电嘴，保证焊枪的清洁，提高焊枪的使用寿命，保证可靠引弧，减少焊接飞溅。

(6) 采用合理的位置、焊枪姿态和焊枪相对于接头的位置。工件固定在上后，如果焊缝不是理想的位置和角度，编程时需要连续调整，使焊缝按焊接顺序逐个达到水平位置。同时，应连续调整机器人各轴的位置，合理确定焊枪相对于接头的位置、角度和伸出长度。工件位置确定后，必须通过编程人员的眼睛观察焊枪相对于接头的位置，这很困难。这就要求程序员善于总结和积累经验。

机器人焊接控制系统的特点

公司致力于机器人系统、机器人周边配套设备的设计、制造、销售和服务，产品包括用于焊接、切割、搬运的各类机器人工作站/生产线，以及机器人的焊接电源、变位机、行走轨道、接触传感等配套设备。公司产品广泛服务于汽车部件、工程机械、轨道交通、石油化工、能源、电力、机械加工、建设安装等行业。

其特点是：

1.1、可扩展性，机器人焊接系统可以灵活地增加硬件设备控制接口来实现功能的拓展和性能的提高，发展潜力巨大。

2.2、可增减性，机器人焊接系统的性能和功能根据实际需要方便地增减。

3.3、可互操作性，通过定义一系列的标准物理接口、行为模式、通信机制、数据语义和交互机制来实现。

开放式控制系统硬件平台应满足：

1.1、硬件系统基于标准总线结构,具有可伸缩性，低成本。

2.2、开放性要求硬件系统模块化,便于添加或更换各种接口、传感器、特殊计算机等。

开放式控制系统软件系统应具有以下特点：

1.1、可移植性

2.2、交互性和分布性

3.3、效率

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。