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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机器人焊接生产线，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，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、下臂的活动范围大自动焊接机器人，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，降低机器人的刚度搬运机器人，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。

提高生产节奏的快节奏焊接机器人

焊接机器人呼叫时间短，动作快。焊接速度为60-120cm/min，远高于手工焊接(40-60cm/min)。机器人在操作过程中永远停不下来，但工人在工作时却不能停下来。同时，工人的工作服从也受到情绪等因素的影响。工人们会请假、昏昏欲睡、谈天说地，加班费应该是加班费，机器人没有上述问题。只要保证外部的水、电等条件，他们就可以继续工作。焊锡机功能波动，无需任何理由，可实现10年。这无形中提高了企业的生产服从性。

在焊接过程中，焊接机器人只需给出焊接参数和运动轨迹，就能准确地重复动作。焊接电流、电压、焊接速度、焊接干伸长长度等焊接参数对焊接效果起着决定性的作用。采用焊锡机焊接时，各焊缝的焊接参数是恒定的，焊接质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技能的要求，焊接质量波动较大。手工焊接时，焊接速度和干伸长都发生了变化，难以达到质量均匀性。以保证我们产品的质量。

目前，在低成本企业规模化生产中，一台自动焊锡机可替代2-4名物业工人，这与企业的具体情况不同。机器人可以继续每天24小时生产。随着高速焊接技术的应用，机器人焊接的成本越来越大。

由于机器人具有很高的重复性，只需给定参数，就可以地按照指令移动，因此机器人焊接产品周期清晰，便于控制产品输出。机器人的生产节奏很稳，所以生产计划很明确。准确的生产计划可以地提高企业的生产服从性和资源综合利用率。

自动焊接机可以缩短产品改造周期，减少相应设备的投资。实现了小批量产品的焊接自动化。自动焊锡机与焊锡机区别在于，通过修改程序可以适应不同工件的生产。

焊接机器人出现故障，无外乎以下几种因素：

1、环境保护不当，如果空气中湿度过大及静电作用，同时焊接现场粉尘较大，造成控制柜内积尘、产生误动作。

2、操作不当造成的人为故障，主要有焊接机器人焊枪损坏、装卸工件不当造成变位机随动不见变形。

3、 插接板接口发生腐蚀性氧化，接触不良，造成无法开机或设备工作不稳定。

4、 外围设备设计制造不良造成的故障，主要有：升降平台开关和线缆问题、示教器显示部分元器件质量问题。

简述焊接机器人的运动控制系统

用户为了正确使用并做到能常规维护焊接机器人，要对焊接机器人的运动控制系统有一定的了解，掌握其工作原理。

焊接机器人是装上了焊钳或各种焊枪的工业机器人。工业机器人的运动控制系统涉及数学、自动控制理论等，内容很多。要在较短的篇幅中，而系统地介绍工业机器人的运动控制系统，实在是非工业机器人控制人员所能及的事情，从焊接机器人的用户角度出发简明地阐述有关机器人运动控制系统的一般性问题。

焊接机器人系统包括：一焊接机器人，一用来控制焊接机器人驱动的机器人控制器，一个用来检测焊接机器人焊接状态的传感器，以及一个用来执行焊接机器人和机器人控制器整个控制的主个人计算机（ＰＣ），其中主ＰＣ机根据传感器提供的检测信号向机器人控制器发送和接收关于焊接机器人移动路径的修正命令，因而直接控制焊接机器人的移动路径。因此，在焊接机器人系统中，在焊接过程中主ＰＣ机可以直接控制焊接机器人的移动路径。

机器人控制系统是机器人的重要组成部分，主要用于对机器人运动的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：

1 记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。

2 示教功能：离线编程、在线示教、间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两

3 与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。

4 坐标设置功能：有关节坐标系、坐标系、工具坐标系和用户自定义四种坐标系。

5 人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。

6 传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。

7 位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。

8 故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。

工业机器人在厚板焊接生产中的应用 在工程机械工业中，焊接机器人已广泛用于制造各种工程机械工件。例如，挖掘机动臂、斗杆、铲斗、X型车架、主平台和履带梁、装载机前后车架、动臂、推土机后轴箱、小车方箱、汽车起重机车架、转盘、支腿、履带起重机、泵车、平地机和摊铺机等关键部件的焊接，都有一个的焊接机器人-集成系统。这些特殊的机器人焊接系统运行稳定可靠。本发明通过电弧跟踪功能、接触传感功能、焊接数据库等智能功能，解决了中厚板焊接领域存在的工件尺寸大、焊脚尺寸大、焊接坡口加工、工件组精度差等问题。焊缝成形效果和焊接稳定性好。 厚板焊接机器人智能化发展趋势 虽然焊接机器人被广泛使用，但它们也朝着更高程度的自动化和智能化发展。近年来，具有代表性的新型机器人焊接技术不断涌现。这些技术从生产效率、精度要求、可操作性、适应性等方面展示了焊接机器人技术的未来发展趋势。逐步从研发走向推广应用。 (1)机器人示教再现和离线编程技术？目前，工业生产中广泛使用的焊接机器人大多是基于示教再现或离线编程来实现焊接操作，通过一定的传感技术可以满足自动化生产的基本要求。但是，他们的智能还有很大的发展空间，包括易于实现的教学、焊接路径的自主规划、焊接任务过程参数的自动生成、直观易用的人机交互系统设计、虚拟现实焊接工作站的离线编程等技术。