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焊接应用

如果工件在整个焊接过程中无需变位，就可以用夹具把工件定位在工作台面上，这种系统既是不过的了。但在实际生产中，更多的工件在焊接时需要变位，使焊缝处在较好的位置（姿态）下焊接。对于这种情况，变位机与机器人可以是分别运动，即变位机变位后机器人再焊接；也可以是同时运动焊接工业机器人，即变位机一边变位工业机器人，机器人一边焊接，也就是常说的变位机与机器人协调运动。这时变位机的运动及机器人的运动复合，使焊枪相对于工件的运动既能满足焊缝轨迹又能满足焊接速度及焊枪姿态的要求。实际上这时变位机的轴已成为机器人的组成部分，这种焊接机器人系统可以多达7-20个轴，或更多。的机器人控制柜可以是两台机器人的组合作12个轴协调运动。其中一台是焊接机器人、另一台是搬运机器人作变位机用。

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自动焊接机器人，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。

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。

这些焊接机器人有什么常见问题吗

机器人焊接采用氦-混合气体保护焊。焊接过程中的焊接缺陷一般包括焊接偏差、咬边、气孔

(1) 焊接偏差可能是由于焊接位置不正确或找焊枪时出现问题造成的。此时需要考虑焊枪中心点位置是否准确，并进行调整。如果这种情况经常发生，则有必要检查机器人各轴的零位并重新校准以进行校正。

(2) 咬边可能是由于焊接参数选择不当、焊枪角度或位置不正确造成的。通过适当调整功率，可以改变焊接参数、焊枪姿态以及焊枪与工件的相对位置。

(3) 如有气孔，可能是由于气体保护不好，工件底漆太厚或保护气体干燥不足，可作相应调整。

(4) 飞溅过大可能是由于焊接参数选择不当、气体成分原因或焊丝延伸长度过长所致。通过适当调整功率，可以改变焊接参数，通过调整气体比例混合器来调整混合气体的比例，调整焊枪与工件的相对位置。

(5) 冷却后在焊缝的末端形成一个坑。在编程时，可以在工作步骤中加入弹坑功能来填充弹坑。

(1) 有人。可能是由于工件装配偏差或焊枪TCP不准确所致。检查焊枪的装配或TCP是否正确。

(2) 电弧失效时，不允许引弧。可能是由于焊丝不与工件接触或工艺参数太小，可以手动送丝，可以调整焊枪与焊缝的距离，也可以适当调整工艺参数。

(3) 保护气体监测报警。如果冷却水或保护气体供应出现故障，检查冷却水或保护气体管道。

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。

焊接机器人电弧的静特性与哪些因素有关

焊接机器人是利用产生的电弧对材料施加作用，从而达到焊接的目的，电弧在焊接过程中也会表现出不同的性能，静特性是其中之一。事实上，焊接机器人电弧的静特性还是与很多因素有关的，如果能充分掌握这一点，也有助于理解电弧变化的原因。

焊接机器人焊接作业中，一旦电极材料、气体介质以及弧长等方面都能保持一定的情况下，只要焊接机器人的电弧能稳定燃烧，焊接电流和电弧电压会呈现出相应的变化。

由此可知，电极材料、气体介质、电弧长度等都与焊接机器人电弧的静特息相关，在周围气体介质压力的影响下，如果其他参数不变的话，电弧压力会因介质压力的变化而变化。

所谓的电弧长度变化，只要还是指焊接机器人弧柱长度的变化，与此同时，阴极区和阳极区的长度的变化并不显著。那么一旦整个弧柱的压降增加，电弧的静特性位置也会随之提高。即当电流一定时，电弧长度增加，电弧电压将随之增加。

由于气体种类的不同，将会导致气体的电离能和热物理性能也不同，对于会对电弧电压到了差异化影响。一般情况下，导热系数大的气体对电弧的冷却作用会更强一些，所以这时候焊接机器人的电弧电压是升高的。