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焊接机器人

焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。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，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

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。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。

焊接机器人中点焊和弧焊机器人有哪些区别，该如何区分呢？ 焊接机器人焊接已经成为焊接自动化技术现代化的主要标志。由于焊接机器人具有通用性强、工作可靠等优点，越来越受到人们的重视。自动焊接机器人是点焊机器人和弧焊机器人的总称。既然它们都是自动焊接机器人，应该如何区分呢？点焊机器人广泛应用于汽车行业。在组装每个车身时，很大一部分点焊是由机器人完成的。然而，当点焊机器人次出现时，它仅用于增强焊接操作。后来，为了保证拼接精度，开始完成定位焊接操作。随着弧焊技术在许多行业的广泛应用，弧焊机器人作为一种自动焊接机器人，被广泛应用于通用机械和金属结构等许多行业。在电弧焊操作中，焊枪应跟踪工件焊缝的移动，并不断填充金属以形成焊缝。因此，速度稳定性和轨迹精度是运动过程中的两个重要指标。现在人们再也不想去糟糕的焊接车间了。只要设置好焊接机器人的参数，焊接机器人就可以完成任务。焊接机器人是焊接结构生产的一部分，可以代替人工操作，完成复杂的由程序控制的焊接操作设备。使用焊接机器人来完成焊接任务只需要操作者教它一次，然后机器人可以很容易地重复每一步的教学。如果机器人被允许做另一项工作，它不需要改变硬件，只需要被再次示教。

机械制造工艺基础知识，焊接工艺讲解，焊接的分类和焊接机器人 I .焊接分类1。熔焊:将焊接件的接头加热至熔融状态，并在无压力的情况下完成焊接，例如电焊、气焊、埋弧焊和弧焊2。钎焊:加热焊接件和钎焊填充金属至高于基底金属熔点且低于具有钎焊填充金属的基底金属熔点的温度，用液体钎焊填充金属润湿基底金属，填充接头间隙，并通过相互扩散实现与基底金属的连接，例如用铁钎焊和火焰钎焊3。压力焊接:在焊接时对焊接件施加压力(加热或不加热)，以完成将焊接金属触点加热至熔融状态，例如，将焊接金属触点加热至塑性状态，如电阻焊接、锻焊和摩擦焊接。焊接金属触点不加热，如冷压焊接和焊接。2.焊接的特点和应用。特点(1)可节约金属材料，接缝密封性好，易于实现机械化和自动化；(2)工序简单，经济效益高。生产周期短，劳动强度低(3)设备简单，操作方便，产品成本低(4)焊接接头不仅强度高，而且其他性能可与焊接材料相匹配。(5)焊接质量高会产生焊接应力和变形，焊接部位会有一定数量的焊接缺陷，焊接过程中会产生有毒有害物质。2.焊接应用于船舶、化学容器、建筑构件、桥梁、动力锅炉、大型发电机、汽轮机等产品的制造。焊接在航空、航天、原子能、电子等领域也是不可或缺的。三、焊接机器人一个机器人可以完成各种任务，包括抓取物体、搬运、安装、焊接、卸料等。代弧焊机器人:示教再现型第二代弧焊机器人:具有视觉或触觉感知功能的第三代弧焊机器人:具有学习、推理和自动规划功能的弧焊机器人具有灵活性大的特点。焊接系统:由焊钳(点焊机器人)、焊炬(弧焊机器人)、焊接控制器和水、电、气等辅助部件组成。传感器:实现工件斜面定位、焊缝熔深信息跟踪和采集。安全设备:包括驱动系统过热自断电保护、动作位置超限自断电保护、自断电保护、机器人系统工作区干扰自断电保护和手动紧急停止等。