郑州领诚电子技术有限公司

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自动焊接机器人。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年代末以来搬运机器人，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。

哪些方面反映出焊接机器人智能化、多样化发展趋势？

随着科研力度的不断加强，机器人的技术水平也变得越来越来，从机器人技术发展趋势看，焊接机器人和其它工业机器人一样，同样都是朝着智能化和多样化方向发展。可以从哪些方面看出焊接机器人有这样的发展趋势呢？

首先是焊接机器人的操作机构方面的变化，通过有限元分析、模态分析及设计等现金设计方法的运用，逐步实现了机器人操作机构的优化设计。较为明显的就是高强度轻质材料的运用，进一步提高了焊接机器人操作机构的负载和自重比。

同时在焊接机器人中采用了先进的RV减速器及交流伺服电机，使机器人操作机几乎成为免维护系统；并推动其机构向着模块化、可重构方向发展，使得焊接机器人的结构更加灵巧，控制系统愈来愈小。

其次就是以及的焊接机器人的控制系统，为了便于实现标准化和网络化，重点开始研究开放式、模块化控制系统。这样的话，不仅可以大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性，还能实现了软件伺服和全数字控制。

在焊接机器人传感技术方面也体现出了智能化和多样化，有些焊接机器人中除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，还应用了激光传感器、视觉传感器和力传感器，并实现了焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。

除此之外，焊接机器人的网络通信功能、遥控和监控技术、虚拟技术、多智能体调控技术以及性能价格比都在逐渐发生变化，已经不再是原来的技术了，但都是为了越变越好，力求能够使得焊接机器人满足任何场合的需求。

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。

机械制造工艺基础知识，焊接工艺讲解，焊接的分类和焊接机器人 I .焊接分类1。熔焊:将焊接件的接头加热至熔融状态，并在无压力的情况下完成焊接，例如电焊、气焊、埋弧焊和弧焊2。钎焊:加热焊接件和钎焊填充金属至高于基底金属熔点且低于具有钎焊填充金属的基底金属熔点的温度，用液体钎焊填充金属润湿基底金属，填充接头间隙，并通过相互扩散实现与基底金属的连接，例如用铁钎焊和火焰钎焊3。压力焊接:在焊接时对焊接件施加压力(加热或不加热)，以完成将焊接金属触点加热至熔融状态，例如，将焊接金属触点加热至塑性状态，如电阻焊接、锻焊和摩擦焊接。焊接金属触点不加热，如冷压焊接和焊接。2.焊接的特点和应用。特点(1)可节约金属材料，接缝密封性好，易于实现机械化和自动化；(2)工序简单，经济效益高。生产周期短，劳动强度低(3)设备简单，操作方便，产品成本低(4)焊接接头不仅强度高，而且其他性能可与焊接材料相匹配。(5)焊接质量高会产生焊接应力和变形，焊接部位会有一定数量的焊接缺陷，焊接过程中会产生有毒有害物质。2.焊接应用于船舶、化学容器、建筑构件、桥梁、动力锅炉、大型发电机、汽轮机等产品的制造。焊接在航空、航天、原子能、电子等领域也是不可或缺的。三、焊接机器人一个机器人可以完成各种任务，包括抓取物体、搬运、安装、焊接、卸料等。代弧焊机器人:示教再现型第二代弧焊机器人:具有视觉或触觉感知功能的第三代弧焊机器人:具有学习、推理和自动规划功能的弧焊机器人具有灵活性大的特点。焊接系统:由焊钳(点焊机器人)、焊炬(弧焊机器人)、焊接控制器和水、电、气等辅助部件组成。传感器:实现工件斜面定位、焊缝熔深信息跟踪和采集。安全设备:包括驱动系统过热自断电保护、动作位置超限自断电保护、自断电保护、机器人系统工作区干扰自断电保护和手动紧急停止等。