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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）组成锅炉焊接机器人。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。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置自动焊接机器人，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搬运机器人。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。

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。

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。

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。

焊接机器人的应用 焊接机器人的应用应严格控制零件的准备质量，提高焊接件的装配精度。零件表面质量、坡口尺寸和装配精度都会影响焊缝跟踪效果。零件的制造质量和焊接件的装配精度可以从以下几个方面提高。(1)准备焊接机器人的焊接工艺，严格规定零件尺寸、焊接坡口和装配尺寸。一般零件和坡口尺寸公差控制在/-0.8毫米以内，装配尺寸误差控制在/-1.5毫米以内，焊缝气孔和咬边等焊接缺陷的概率可以大大降低。(2)使用精度更高的装配工装，提高焊接件的装配精度。(3)焊缝应清洁，无油污、铁锈、焊渣、切渣等杂物。允许使用可焊性底漆。否则会影响引弧的成功率。定位焊由焊条焊改为气体保护焊，点焊部分同时打磨，避免定位焊留下的渣壳或气孔，从而避免电弧不稳定甚至飞溅。4.焊接机器人对焊丝的要求机器人可以根据需要选择桶形或盘形焊丝。为了减少更换焊丝的频率，机器人应选择桶装焊丝。但是，由于采用了筒状焊丝，送丝软管非常长，阻力大，对焊丝的刚度要求高。当使用镀铜质量稍差的焊丝时，焊丝表面的镀铜会因摩擦而减少导管的内部体积并脱落，高速送丝时阻力会增大。焊丝不能顺利送出，导致抖动、电弧不稳定，影响焊接质量。在严重情况下，机器人会因卡住而停止工作，因此焊丝导管应及时清理。五、焊接机器人编程技巧(1)选择合理的焊接顺序，以减少焊接变形，焊走路径l (5)及时插入枪清洗程序。写完一定长度的焊接程序后，及时插入焊枪清洗程序，防止焊接飞溅堵塞焊接喷嘴和导电喷嘴，保证焊枪的清洗，提高喷嘴的使用寿命，保证可靠的引弧，减少焊接飞溅。(6)一般来说，编程不能一步完成。只有在机器人焊接过程中不断检查和修改程序，并调整焊接参数和焊枪姿态，才能形成好的程序。