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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）组成焊接工业机器人。而焊接装备工业机器人，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，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求自动焊接机器人。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。但是这种侧置式机器人搬运机器人，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。

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。

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。

用自动的焊接机器人焊接产品有哪些优点？

(1) 安稳和进步焊接质量,保证其均一性。

焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接成果起决定作用。选用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小,降低了对工人操作技能的要求，因而焊接质量是安稳的。而人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，因而很难做到质量的均一性。

(2) 改善了工人的劳动条件。

选用机器人焊接工人仅仅用来装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等，对于点焊来说工人不再搬运粗笨的手艺焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。

(3) 进步劳动出产率。机器人没有疲惫，一天可24小时连续出产，另外跟着高速焊接技能的应用，使用机器人焊接，功率进步的愈加显着。

(4) 产品周期明确，容易控制产品产量。

机器人的出产节拍是固定的，因而组织出产计划十分明确。

(5) 可缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。

可完成小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的大差异就是他可以经过修正程序以习惯不同工件的出产。

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。