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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）等部分组成铝材焊接机器人。对于智能机器人还应有传感系统工业机器人，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。

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，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，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   。

以下几个方面提高焊接件的零件准备质量和装配精度

(1) 为焊接机器人准备专门的焊接工艺，严格控制零件尺寸、焊接坡口和装配尺寸。一般零件和槽尺寸公差控制在±0.8mm以内，装配尺寸误差控制在±1.5mm以内。焊接缺陷如气孔和咬边的概率可以大大降低。

(2) 采用的装配工装来提高焊接件的装配精度。

(3) 焊缝应清理干净，无油污、铁锈、焊渣、切割渣等杂物。允许使用可焊接底漆。否则会影响引弧的成功率。定位焊由电极焊改为气体保护焊。同时，对点焊部位进行抛光处理，避免点焊时产生的残余渣壳或气孔，避免电弧不稳定甚至产生飞溅。

焊接机器人的应用应严格控制零件的制备质量，提高焊接零件的装配精度。零件的表面质量、坡口尺寸和装配精度将影响焊缝跟踪效果。

利用焊接机械手进行放热焊接的优势

很多时候我们会建议大家采用焊接机械手与放热焊接工艺配合的方式，这里所提到的放热焊接就是利用铝和氧化亚铜粉末的混合剂在化学反应时产生的超高热，熔化被焊接材料，从而达到焊接的目的。

利用焊接机械手进行放热焊接施工时，需要将连接的防雷引下线或接地线放入放热焊接石墨熔模中，并在其中放入隔离片，阻止放热焊剂粉末漏到模具中；再将放热焊剂倒入坩埚，放上引火粉，用点点燃引火粉，使放热焊剂未发生化学反应，形成高温液态铜，流入放热焊模具中，使铜包钢绞线熔化成一体。

相比其他焊接技术，放热焊接的优点在于无需外接电源或热源；供焊接用的材料很轻，携带方便；焊接点的载流能力与导线的载流能力相等；另外，由于焊接点是焊接而成的，所以是性的，不会老化，不会松脱。

机器人焊接控制系统的特点

公司致力于机器人系统、机器人周边配套设备的设计、制造、销售和服务，产品包括用于焊接、切割、搬运的各类机器人工作站/生产线，以及机器人的焊接电源、变位机、行走轨道、接触传感等配套设备。公司产品广泛服务于汽车部件、工程机械、轨道交通、石油化工、能源、电力、机械加工、建设安装等行业。

其特点是：

1.1、可扩展性，机器人焊接系统可以灵活地增加硬件设备控制接口来实现功能的拓展和性能的提高，发展潜力巨大。

2.2、可增减性，机器人焊接系统的性能和功能根据实际需要方便地增减。

3.3、可互操作性，通过定义一系列的标准物理接口、行为模式、通信机制、数据语义和交互机制来实现。

开放式控制系统硬件平台应满足：

1.1、硬件系统基于标准总线结构,具有可伸缩性，低成本。

2.2、开放性要求硬件系统模块化,便于添加或更换各种接口、传感器、特殊计算机等。

开放式控制系统软件系统应具有以下特点：

1.1、可移植性

2.2、交互性和分布性

3.3、效率

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。