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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机器人焊接生产线，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。

焊接机器人焊接时的注意事项

焊接机器人开始只在点焊中得到应用，随着计算机技术、传感器技术的发展搬运机器人，弧焊机器人逐渐得到普及，焊接机器人在汽车、摩托车、工程机械等领域都得到了广泛的应用。

焊接机器人焊接时，操作人员须示教机器人焊枪的轨迹和设定焊接条件等。由于须示教，所以机器人不面向多品种少量生产的产品焊接。其次须确保工件的精度，因为机器人没有眼睛，只能重复相同的动作。

焊接机器人轨迹精度为±0．1mm，以此精度重复相同的动作。焊接偏差大于焊丝半径时，有可能焊接不好，所以工件精度应保持在焊丝半径之内。焊接条件的设定取决于示教作业人员的技术水平，操作人员进行示教时须输入焊接程序，焊枪姿态和角度，电流、电压、速度等焊接条，示教操作人员须充分掌握焊接知识和焊接技巧。

焊接机器人焊接过程中须充分注意安全，它是一种高速的运动设备，在其进行自动运行时不允许人靠近机器人，须设置安全护栏。操作人员须接受劳动安全方面的专门教育，否则不准操作。

焊接机器人的结构与性能

焊接机器人是一种从事焊接(包括切割和喷涂)的工业机器人。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，可以用不同的工具或末端执行器连接。焊接机器人是在工业机器人的端部法兰上安装焊钳或焊接(切割)枪，以便焊接、切割或热喷涂。

焊接机器人主要包括机器人和焊接设备。机器人由机器人本体和控制柜(硬件和软件)组成。焊接设备以电弧焊和点焊为例，由焊接电源(包括其控制系统)、送丝机(电弧焊)、焊枪(夹具)等组成。对于智能机器人，应具有传感器系统，如激光或摄像机传感器及其控制装置。

世界上生产的焊接机器人基本上都是关节机器人，其中大部分都有六个轴。其中，轴1、轴2、轴3可以将末端刀具送至不同的空间位置，轴4、轴5、轴6可以解决刀具姿态的不同要求。焊接机器人的机械结构主要有两种：一种是平行四边形结构，另一种是侧摆结构。

上述两种机器人的轴都是旋转的，所以用伺服电机通过摆线针轮减速器(1-3轴)和谐波减速器(1-6轴)驱动。在20世纪80年代中期以前，直流伺服电机被用于电动机器人。自20世纪80年代末以来，交流伺服电机已在许多国家得到应用。由于交流电机没有碳刷，具有良好的动态特性，新型机器人不仅事故率低，而且免维护时间大幅度增加，升(降)速快。一些重量小于16KG的新型轻型机器人在刀具中心点(TCP)的大移动速度超过3m/s，定位准确，振动小。同时，机器人控制柜还采用32位微型计算机和新算法，使其具有自寻优路径的功能。

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。

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。

焊接机器人在进行小型较精密焊接过程中的操作 自动焊接机器人的出现不仅解决了企业人员短缺的问题，而且给企业带来了更好的产品稳定性和质量。焊接机器人有很强的工作能力。一般的焊接操作可以很容易地完成。小型精密焊接怎么样？焊接机器人也能获得漂亮的结果吗？在真正的作业过程中，还有许多方面需要注意。1.焊接机器人中电流调节开关的电平选择主要基于焊接件的厚度和材料。当焊接机器人通电时，电源指示灯将会亮起。如何设置合理的电动ji压，主要方法是调整弹簧压力螺母来改变压缩行程。2.焊接机器人执行小规模精密焊接的个操作。一般来说，在进行小规模精密焊接时，需要先将电动导杆调整到相应的位置，这样电机就能接触到焊件，焊接机器人也是如此。此外，为了获得良好的焊接质量，电动吉臂还必须保持相互平衡。3.焊接机器人调整后的焊接过程。调整完成，接通电源和水源后，焊接机器人可以正式开始焊接作业。当焊件放置在两个电源ji之间时，机器人将自动使电源ji与焊件接触并对其加压，然后变压器将开始工作以加热焊件。焊接完成后，焊接机器人的电ji上升，使弹簧产生张力，从而切断电源并恢复到原始状态。这种焊接过程甚至已经完成。