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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。

因此家具焊接机器人，在各行各业已得到了广泛的应用。

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，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，无需另配接口搬运机器人。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。

工业机械手广泛应用于五金、电子、塑料、食品等行业。焊接机械手可以提高焊接质量，提高生产率，使工人从恶劣的工作环境中解放出来。 　　那么如何选择焊接机械手呢?下面简要介绍焊接机械手选用中必须注意的几个问题： 　　1) 点焊机器人的工作空间比焊接机器人大。焊接所需的工作空间由焊点的位置和数量决定。 　　2) 点焊速度与生产线速度必须匹配。首先，单点工作时间由生产线速度和焊接点数决定，机器人单点焊接时间(包括加压、通电、维护、位移等)必须小于此值，即，点焊速度应大于或等于生产线速度。 　　3) 焊钳应根据工件的形状、类型和位置选择。垂直焊缝和近垂直焊缝选用C型焊钳，水平焊缝和倾斜焊缝选用K型焊钳。 　　4) 当需要一个以上的机器人进行选型时，需要研究是否采用一个以上的模型，并与多点焊机和简单的直角坐标机器人一起使用。当机器人间隔较小时，应注意动作顺序的安排，可通过机器人制或互锁来避免。 　　5) 选用其它记忆容量大、示教功能全、控制精度高的点焊机器人。 　　在考虑以上几点之后，我们将展示经济和社会效益，然后决定使用机器人以及所需的机器人数量和类型。 　　焊接机器人是一种高度自动化的焊接设备。用机器人代替手工焊接是焊接制造业的发展趋势。它是提高焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。

哪些方面反映出焊接机器人智能化、多样化发展趋势？

随着科研力度的不断加强，机器人的技术水平也变得越来越来，从机器人技术发展趋势看，焊接机器人和其它工业机器人一样，同样都是朝着智能化和多样化方向发展。可以从哪些方面看出焊接机器人有这样的发展趋势呢？

首先是焊接机器人的操作机构方面的变化，通过有限元分析、模态分析及设计等现金设计方法的运用，逐步实现了机器人操作机构的优化设计。较为明显的就是高强度轻质材料的运用，进一步提高了焊接机器人操作机构的负载和自重比。

同时在焊接机器人中采用了先进的RV减速器及交流伺服电机，使机器人操作机几乎成为免维护系统；并推动其机构向着模块化、可重构方向发展，使得焊接机器人的结构更加灵巧，控制系统愈来愈小。

其次就是以及的焊接机器人的控制系统，为了便于实现标准化和网络化，重点开始研究开放式、模块化控制系统。这样的话，不仅可以大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性，还能实现了软件伺服和全数字控制。

在焊接机器人传感技术方面也体现出了智能化和多样化，有些焊接机器人中除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，还应用了激光传感器、视觉传感器和力传感器，并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。

除此之外，焊接机器人的网络通信功能、遥控和监控技术、虚拟技术、多智能体调控技术以及性能价格比都在逐渐发生变化，已经不再是原来的技术了，但都是为了越变越好，力求能够使得焊接机器人满足任何场合的需求。

点焊、弧焊机器人的协同作业过程

在汽车生产中，点焊、弧焊机器人之间的协同作业是相当关键的，它可以提高生产效率和优化生产节拍，同时干涉区的界定实现了机器人之间的互锁，提高了生产中的安全性和可靠性。那么，点焊、弧焊机器人是怎么实现协同作业的呢？

很显然，点焊、弧焊机器人单独工作已经不能满足人们对效率的要求，为了提高生产效率和优化工作节拍，可以将点焊机器人和弧焊机器人应用于汽车侧前门或侧后门同时焊接。

其中点焊机器人主要对侧门内侧的17点进行焊接，而弧焊机器人则是负责上下2个门铰链的焊接，且要求点焊、弧焊机器人同时工作。由于点焊机器人及其弧焊机器人有各自独立的电气控制单元，所以整个系统由PLC作为控制单元，由PLC来控制机器人、夹具和导轨之间的相互动作。

在实现点焊、弧焊机器人同时运用的过程中，主要解决的是安全问题，由于两个机器人同时在一个工件上焊接，各自的工作空间非常小，一不小心两个机器人就可能发生碰撞。

为此，可以划分4块干涉区，并要求每个干涉区每次多只允许一个机器人进人。在划分干涉区时，在考虑安全的前提下尽量将干涉区的面积小，这样可以保障机器人的运动空间更大，以致优化生产节拍。

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。