郑州领诚电子技术有限公司

焊接机器人简介

随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人, 从60年始用于生产以来，其技术已日益成熟，主要有以下优点：

1）稳定和提高焊接质量，能将焊接质量以数值的形式反映出来；

2）提高劳动生产率；

3）改善工人劳动强度，可在有害环境下工作；

4）降低了对工人操作技术的要求；

5）缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。

因此，在各行各业已得到了广泛的应用。

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，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个轴搬运机器人。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，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，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。

简述应用焊接机器人以及我国的应用状况 焊接机器人占工业机器人总数40%以上的原因与焊接这一特殊行业有关。作为工业“裁缝”，焊接是工业生产中一种非常重要的加工方法。同时，由于焊接粉尘、电弧光和金属飞溅的存在，焊接工作环境非常恶劣，焊接质量对产品质量有决定性的影响。综上所述，采用焊接机器人具有以下主要意义: (1)稳定和提高焊接质量，保证其均匀性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度和焊接干延伸长度等。对焊接结果起决定性作用。采用机器人焊接时，各焊缝的焊接参数不变，焊接质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，焊接质量稳定。然而，在手工焊接过程中，焊接速度和干伸长都是变化的，因此很难达到质量均匀性。 (2)改善工人的工作条件。机器人焊接工人仅用于装卸工件，远离焊接弧光、烟雾、飞溅等。对于点焊，工人不再携带沉重的手动焊钳，从而将工人从繁重的体力劳动中解放出来。 3)提高劳动生产率。机器人不会疲劳，可以一天24小时连续生产。另外，随着高速焊接技术的应用，机器人焊接的效率得到了更明显的提高。 (4)产品周期清晰，产品产量易于控制。机器人的生产节奏是固定的，所以生产计划非常明确。 (5)可以缩短产品更新周期，减少相应的设备投资。可以实现小批量产品的焊接自动化。机器人和飞机的区别在于，它可以通过修改程序来适应不同工件的生产。

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。