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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工业机器人，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，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自动焊接机器人，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   。

自动焊接设备是工业现代化的必然趋势

近二十年来，伴随着智能化、自动化、电子计算机、机械设计技术性的发展，及其对焊接品质的重视，全自动焊接已发展变成一种的生产技术搬运机器人。自动焊接设备在各个领域的运用中充分发挥着愈来愈关键的功效，其运用范畴已经快速扩张。在当代工业化生产中，焊接全过程的化和自动化是焊接机械制造业发展的必然趋势。

根据自动化程度，自动焊接设备可分为以下三类：

一、刚性自动焊接设备刚性自动焊接设备也可以称为一次自动焊接设备，大多是根据开环控制原理设计的。虽然整个焊接过程是由焊接设备自动完成的，但焊接过程中焊接参数的波动不能形成闭环反馈系统，可能出现的偏差也不能随意修正。

二、自适应控制焊接设备是一种自动化程度高的焊接设备。配备传感器和电子检测线，自动引导和跟踪焊缝轨迹，对主要焊接参数进行闭环反馈控制。整个焊接过程将根据预先设定的程序和工艺参数自动完成

三、它利用视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器、激光扫描仪等各种先进的传感器元件，借助计算机软件系统，数据库和系统具有识别、判断、实时检测、操作、自动编程等功能，焊接参数存储及焊接记录文件自动生成。

未来几年，将是焊接行业快速发展的有利时期。我们焊接工人还有很长的路要走，所以我们必须树立面对困难的决心。抓住机遇，努力提高我国焊接自动化水平。

自动化智能装备行业经历了十多年的不断和研发突破。在不断升级产品的同时，深入用户现场，根据生产工艺制作产品，满足不同层次的市场需求。本着追求的产品质量，一直注重对焊接切割行业的深度培育，提炼出的“工匠精神”。

这些焊接机器人有什么常见问题吗

机器人焊接采用氦-混合气体保护焊。焊接过程中的焊接缺陷一般包括焊接偏差、咬边、气孔

(1) 焊接偏差可能是由于焊接位置不正确或找焊枪时出现问题造成的。此时需要考虑焊枪中心点位置是否准确，并进行调整。如果这种情况经常发生，则有必要检查机器人各轴的零位并重新校准以进行校正。

(2) 咬边可能是由于焊接参数选择不当、焊枪角度或位置不正确造成的。通过适当调整功率，可以改变焊接参数、焊枪姿态以及焊枪与工件的相对位置。

(3) 如有气孔，可能是由于气体保护不好，工件底漆太厚或保护气体干燥不足，可作相应调整。

(4) 飞溅过大可能是由于焊接参数选择不当、气体成分原因或焊丝延伸长度过长所致。通过适当调整功率，可以改变焊接参数，通过调整气体比例混合器来调整混合气体的比例，调整焊枪与工件的相对位置。

(5) 冷却后在焊缝的末端形成一个坑。在编程时，可以在工作步骤中加入弹坑功能来填充弹坑。

(1) 有人。可能是由于工件装配偏差或焊枪TCP不准确所致。检查焊枪的装配或TCP是否正确。

(2) 电弧失效时，不允许引弧。可能是由于焊丝不与工件接触或工艺参数太小，可以手动送丝，可以调整焊枪与焊缝的距离，也可以适当调整工艺参数。

(3) 保护气体监测报警。如果冷却水或保护气体供应出现故障，检查冷却水或保护气体管道。

焊接机器人运用过程中焊接问题的解决方法

虽然焊接机器人为实际焊接作业带来了很多的便利，但是焊接方式没有设置合理的话，同样也会影响着焊接质量。从以往的工作经验来看，焊接机器人在焊接的时候还有很多问题需要解决。

比如说，当焊接机器人面对的是尺寸小于8mm的焊缝时，通常采用单层焊，也就是一层一道焊缝来完成，而焊条直径根据钢板厚度不同来选择。而如果焊缝的尺寸小于5mm的话，需要使焊接机器人已直线形运条法和短弧进行焊接。

为了减少在焊接过程中出现不必要的缺陷，焊接机器人的焊接速度要均匀；而且焊条角度与水平板成45°，与焊接方向成65°-80°的夹角。这个角度的问题一定要严格，否则焊条角度过小会造成根部熔深不足；角度过大又会使得熔渣容易跑到前面造成夹渣。

当焊接机器人在使用直线形运条法焊接尺寸不大的焊缝时，应该将焊条端头的套管边缘靠在焊缝上，并轻轻地压住它；当焊条熔化时，会逐渐沿着焊接方向移动。这样不但便于操作，而且熔深较大，焊缝外表也美观。

如果焊脚尺寸在5-8mm时，可采用斜圆圈形或反锯齿形运条法进行焊接，但运条速度不同。关于焊接机器人焊接过程中运条速度的控制，快慢必须掌握得到，否则容易产生咬边、夹渣、边缘熔合不良等现象。

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。

焊接机器人使用一段时间如何保证焊枪准确性？ 首先，在枪间隙过程中有一个枪校准过程。 如果没有制造商安装校准焊枪的工具，取下焊枪并进行校准。 当枪被击中时，焊接偏差经常发生。在我的应用中，焊接偏差通常发生在工件更换时。 换句话说，同一批次的两个产品的尺寸是不一致的，因此夹具夹紧后，相对于工件坐标轴和三轴的两个坐标将会偏离。我添加了一个程序来读取每个工件开始焊接前的偏差量。这样，可以确定x、Y、Z、Y和Z轴的偏差，并且可以计算焊接起始点的偏差。然后我的机器人有一个电弧跟踪功能，可以纠正焊接偏差，然后当第二层和第三层打开时，可以根据层的轨迹生成第二层和第三层的坐标，电弧跟踪关闭。如果没有电弧跟踪功能，只能保证工件的一致性。