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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小型工业机器人。

世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人工业机器人，绝大部分有6个轴。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自动焊接机器人，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、切割或喷涂搬运机器人。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。

对焊接机器人工作站进一步细分

箱体焊接机器人工作站是专门针对箱柜行业中，生产量大，焊接质量及尺寸要求高的箱体焊接开发的机器人工作站装备。

箱体焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊枪送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成。该工作站适用于各式箱体类工件的焊接，在同一工作站内通过使用不停的夹具可实现多品种的箱体自动焊接，焊接的相对位置高。由于采用双工位变位机，焊接的同时，其他工位可拆装工件，极大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脉冲过渡或CMT冷金属过渡焊接工艺方式进行焊接，使焊接过程中热输入量大大减少，保证产品焊接后不变形，通过调整焊接规范和机器人焊接姿态，保证产品焊缝质量好，焊缝美观，特别对于密封性要求高的不锈钢气室，焊接后保证气室气体不泄露。通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工作夹具，可实现多个品种箱体的自动焊接。

用不同工作范围的弧焊机器人和相应尺寸的变位机，工作站可以满足焊缝长度在2000mm左右的各类箱体的焊接要求。焊接速度3－10mm/s，根据箱体基本材料，焊接工艺采用不同类型的气体保护焊。该工作站还广泛用于电力、电气、机械、汽车等行业。

焊接机器人在汽车生产中应用

焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量，因而甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的运动时间也大为缩短。该公司近推出一种高度低的点焊机器人，用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起，共同对车体上部进行加工，从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接，板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境。

点焊机器人在汽车装配线上的大规模应用

提高了汽车装配焊接的生产率和焊接质量。同时，它还具有柔性焊接的特点，即只要改变程序，就可以在同一条生产线上组装焊接不同的模型。据数据统计，在我国，点焊机器人占焊接机器人总数的46%，主要应用于汽车、农业机械、摩托车等行业。汽车白车身装配一般需要焊接4000-6000个焊接点。只有形成以机器人为核心的柔性焊接生产线，才能完成批量生产，满足未来新产品开发和多产品生产的发展要求。中国的焊接市场由外国主导。 焊钳的开度可根据工件情况调整。只要不发生碰撞或干扰，就可以尽量减小开度，以节省焊钳的开度和开闭焊钳所占用的时间。 焊钳闭合加压时，不仅可以调节压力，而且闭合时两电极也要稍微闭合，以减少冲击变形和噪声。

焊接机器人熔池温度的影响因素有很多

焊接机器人进行焊接工作的时候，其熔池溫度的多少与许多要素相关，焊接机器人包含焊丝角度、焊接時间、焊丝直徑、焊接工艺等要素，因此假如发现熔池溫度过高，就需要从这几方面下手进行减温。

焊接机器人焊接过程中，焊丝与焊接方位的夹角在九十度时，电弧聚集，熔池溫度高;而夹角小，电弧分散化，熔池溫度较低。例如在进行12mm平焊封底层的时候，焊丝角度应操纵在60-70度，使熔池溫度有一定的减少，防止了反面形成焊疤或起高。次之，要严控焊接机器人系统电弧燃烧時间，断弧的頻率和电弧燃烧時间直接影响着熔池溫度，因为壁厚较薄，电弧热量的承受力比较有限，假如减慢断弧頻率来减少熔池溫度，易形成缩孔，因此只有用电弧燃烧時间来操纵熔池溫度，防止管道內部焊缝极高或形成焊疤。

常规状况下，要求焊接机器人依据焊缝空間部位、焊接层次来选用焊接电流和焊丝直徑，开焊时选用的焊接电流和焊丝直徑比较大，立、横仰位较小。只有这样，才可以更为容易操纵熔池溫度，使得焊缝成型。依据过去的经验，焊接机器人采用圆圈形运条时熔池溫度高过半月形运条溫度，半月形运条溫度又高过锯齿状运条的熔池溫度，因此尽可能采用锯齿状运条，而且用晃动的幅度与在坡口两边的停顿，有效的操纵了熔池溫度。

焊接机器人的灵活性和焊接质量如何？ 众所周知，在焊接行业有很多公司使用焊接机器人，因为机器人不仅生产，而且有很多优点，这就是为什么企业使用焊接机器人来代替传统的手工工作。焊接机器人不仅具有、稳定性好的优点，而且具有良好的灵活性，即使在复杂的环境下也能保证稳定的工作。这与焊接机器人的结构密切相关，包括焊接机器人本体、焊接电源、一维重型滑台、机器人L型臂、焊枪清洗和线切割站、控制系统等设备。焊接机器人的焊接质量怎么样？如果手工焊缝表面有黄色涂层，焊接机器人可以进行焊接，以避免类似问题，保证焊接质量。首先，我们必须知道这种黄色的东西实际上是焊丝和焊接基体中的杂质。主要是焊接过程中硅和锰的高温氧化和保护气体中二氧化碳的化学反应，以及氧化硅和氧化锰形成的氧化反应。它有点类似于手工焊接时的焊渣。虽然这些现象也是通过使用焊接机器人产生的，但是这些氧化物除了轻微的外观之外不会对焊接质量产生不利影响，并且可以通过刷子容易地去除。焊料基板的金属元素中含有一些硅和锰元素，这种现象肯定存在。如果你想减少这些氧化物，你可以使用含硅和锰较少的焊丝，使用较少的二氧化碳保护气体，并使用混合气体。氧化物焊接更少，黄点也更少。