郑州领诚电子技术有限公司

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搬运工业机器人，如激光或摄像传感器及其控制装置等工业机器人。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，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。

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。

自动焊接机器人编程技巧

近20年来，随着数字化、自动化、计算机、机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术。自动焊接设备在各行各业的应用中发挥着越来越重要的作用，其应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接过程的机械化和自动化是焊接机械制造业发展的必然趋势。

自动焊接设备|自动焊接机器人：

(1) 焊枪的空间过渡要求运动轨迹短、平稳、安全。

(2) 选择合理的焊接顺序，以减少焊接变形和焊枪路径长度来确定焊接顺序。

(3) 为了获得佳的焊接参数，制作了焊接试验和工艺评定的工作试样。

(4) 一般来说，程序不能一步完成。在机器人焊接过程中，只有不断地检查和修改程序，调整焊接参数和焊枪姿态，才能形成良好的程序。

(5) 及时插入枪清洗程序。焊接工艺写好一定长度后，应及时插入焊枪清洗程序，防止焊接飞溅物堵塞焊枪和导电嘴，保证焊枪的清洁，提高焊枪的使用寿命，保证可靠引弧，减少焊接飞溅。

(6) 采用合理的位置、焊枪姿态和焊枪相对于接头的位置。工件固定在上后，如果焊缝不是理想的位置和角度，编程时需要连续调整，使焊缝按焊接顺序逐个达到水平位置。同时，应连续调整机器人各轴的位置，合理确定焊枪相对于接头的位置、角度和伸出长度。工件位置确定后，必须通过编程人员的眼睛观察焊枪相对于接头的位置，这很困难。这就要求程序员善于总结和积累经验。

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。

焊接机器人操作机以及厂家介绍

机构向着模块化、可重构方向发展。例如，关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节 模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 机器人的结构更加灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化方向发展。

通过有限元分析、模态分析及设计等现代设计方法的运用，实现机器人操作机构的优化设计。 探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比。例如，以德国KUKA公司为代表的机器人公司，已将机 器人并联平行四边形结构改为开链结构，拓展了机器人的工作范围，加之轻质铝合金材料的应用，大大提高 了机器人的性能。

管道焊接机器人的可视焊缝系统 提出了一种基于可见光产生的焊缝跟踪系统，并将其应用于管道焊接机器人。首先，在分析激光在焊接表面反射、摄像机位置、激光平面和激光条纹图像影响的基础上，设计了视觉传感器。为了防止焊缝图像中严重的反扰，已经开发了用于图像处理和特征提取的算法。为了跟踪管道焊接的焊缝，人们刚刚采用了图像视觉控制系统。通过控制管道焊接机器人的焊缝跟踪实验，正式验证了系统的性能。焊缝跟踪是机器人焊接中的问题之一，也是自动焊接的基础。大多数工业焊接机器人用于教学，机器人重复这条路径以满足焊接中光束的位置要求。这种模式的焊接机器人存在焊接位置不准确、热扩散导致焊接处变形和变形等问题。这些问题导致梁偏离其理论焊接路径，因此有必要在焊接过程中控制梁的焊接轨迹。其次，管道焊接机器人不能预先定义焊缝，因为当管道改变方向时，焊缝可能偏离管道内的位置。焊缝的轨迹可以随着管子在轴向上的移动而改变。在这种情况下，这种模式不适合管道焊接，焊接机器人需要在焊接时及时校正横梁和焊缝之间的偏移。为了避免移动管道时焊缝的偏差，解决方法是使用三自由度多机械手来提升管道，调整管道的位置和矫直管道的方向。当管道改变方向时，焊缝将偏离其原始位置，因此焊接需要焊缝跟踪系统。