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焊接機器人的結構與性能

焊接機器人是一種從事焊接(包括切割和噴涂)的工業機器人。為了適應不同的用途，機器人后一個軸的機械接口，通常是一個連接法蘭，可以用不同的工具或末端執行器連接。同時，它還具有柔性焊接的特點，即只要改變程序，就可以在同一條生產線上組裝焊接不同的模型。焊接機器人是在工業機器人的端部法蘭上安裝焊鉗或焊接(切割)槍，以便焊接、切割或熱噴涂。

焊接機器人主要包括機器人和焊接設備。機器人由機器人本體和控制柜(硬件和軟件)組成。焊接設備以電弧焊和點焊為例，由焊接電源(包括其控制系統)、送絲機(電弧焊)、焊槍(夾具)等組成。鋁及鋁合金的焊接性在各個工業制造金屬中，鋁的性質特點和常見金屬相比大不相同，因此其本身或合金的焊接工藝特點在一定程度上與其他常見的金屬存在本質的區別。對于智能機器人，應具有傳感器系統，如激光或攝像機傳感器及其控制裝置。

世界上生產的焊接機器人基本上都是關節機器人，其中大部分都有六個軸。其中，軸1、軸2、軸3可以將末端刀具送至不同的空間位置，軸4、軸5、軸6可以解決刀具姿態的不同要求。3、框架式自動焊接機器人的鏈條是一個易損件，每年至少要拆檢一次，并實時處罰。焊接機器人的機械結構主要有兩種：一種是平行四邊形結構，另一種是側擺結構。

上述兩種機器人的軸都是旋轉的，所以用伺服電機通過擺線針輪減速器(1-3軸)和諧波減速器(1-6軸)驅動。在20世紀80年代中期以前，直流伺服電機被用于電動機器人。自20世紀80年代末以來，交流伺服電機已在許多國家得到應用。由于交流電機沒有碳刷，具有良好的動態特性，新型機器人不僅事故率低，而且免維護時間大幅度增加，升(降)速快。也可以是同時運動，即變位機一邊變位，機器人一邊焊接，也就是常說的變位機與機器人協調運動。一些重量小于16KG的新型輕型機器人在刀具中心點(TCP)的大移動速度超過3m/s，定位準確，振動小。同時，機器人控制柜還采用32位微型計算機和新算法，使其具有自尋優路徑的功能。

這些焊接機器人有什么常見問題嗎

機器人焊接采用氦-混合氣體保護焊。焊接過程中的焊接缺陷一般包括焊接偏差、咬邊、氣孔

(1) 焊接偏差可能是由于焊接位置不正確或找焊槍時出現問題造成的。此時需要考慮焊槍中心點位置是否準確，并進行調整。如果這種情況經常發生，則有必要檢查機器人各軸的零位并重新校準以進行校正。

(2) 咬邊可能是由于焊接參數選擇不當、焊槍角度或位置不正確造成的。通過適當調整功率，可以改變焊接參數、焊槍姿態以及焊槍與工件的相對位置。

(3) 如有氣孔，可能是由于氣體保護不好，工件底漆太厚或保護氣體干燥不足，可作相應調整。

(4) 飛濺過大可能是由于焊接參數選擇不當、氣體成分原因或焊絲延伸長度過長所致。通過適當調整功率，可以改變焊接參數，通過調整氣體比例混合器來調整混合氣體的比例，調整焊槍與工件的相對位置。

(5) 冷卻后在焊縫的末端形成一個坑。在編程時，可以在工作步驟中加入彈坑功能來填充彈坑。

(1) 有人。可能是由于工件裝配偏差或焊槍TCP不準確所致。檢查焊槍的裝配或TCP是否正確。

(2) 電弧失效時，不允許引弧。可能是由于焊絲不與工件接觸或工藝參數太小，可以手動送絲，可以調整焊槍與焊縫的距離，也可以適當調整工藝參數。

(3) 保護氣體監測報警。如果冷卻水或保護氣體供應出現故障，檢查冷卻水或保護氣體管道。

焊接機器人電弧的靜特性與哪些因素有關

焊接機器人是利用產生的電弧對材料施加作用，從而達到焊接的目的，電弧在焊接過程中也會表現出不同的性能，靜特性是其中之一。事實上，焊接機器人電弧的靜特性還是與很多因素有關的，如果能充分掌握這一點，也有助于理解電弧變化的原因。

焊接機器人焊接作業中，一旦電極材料、氣體介質以及弧長等方面都能保持一定的情況下，只要焊接機器人的電弧能穩定燃燒，焊接電流和電弧電壓會呈現出相應的變化。

由此可知，電極材料、氣體介質、電弧長度等都與焊接機器人電弧的靜特息相關，在周圍氣體介質壓力的影響下，如果其他參數不變的話，電弧壓力會因介質壓力的變化而變化。

所謂的電弧長度變化，只要還是指焊接機器人弧柱長度的變化，與此同時，陰極區和陽極區的長度的變化并不顯著。那么一旦整個弧柱的壓降增加，電弧的靜特性位置也會隨之提高。即當電流一定時，電弧長度增加，電弧電壓將隨之增加。

由于氣體種類的不同，將會導致氣體的電離能和熱物理性能也不同，對于會對電弧電壓到了差異化影響。一般情況下，導熱系數大的氣體對電弧的冷卻作用會更強一些，所以這時候焊接機器人的電弧電壓是升高的。

焊接機器人熔池溫度過高如何降溫

1、角度

焊條角度，焊條與焊接方向的夾角在90度時，電弧集中，熔池溫度高，夾角小，電弧分散，熔池溫度較低，如12mm平焊封底層，焊條角度：50-70度，使熔池溫度有所下降，避免了背面產生焊瘤或起高。又如，在12mm板立焊封底層換焊條后，接頭時采用90-95度的焊條角度，使熔池溫度迅速提高，熔孔能夠順利打開，背面成形較平整，有效地控制了接頭點內凹的現象。其次，對于負責焊接機器人系統集成的人員、系統安全設備的設計、制造人員必須理解掌握安全護欄以及安全設備的，有必要通讀手冊了解出現緊急情況時需采取的正確操作和措施。

2、時間

控制系統電弧燃燒時間，φ57×3.5管子的水平固定和垂直固定焊的實習教學中，采用斷弧法施焊，封底層焊接時，斷弧的頻率和電弧燃燒時間直接影響著熔池溫度，由于管壁較薄，電弧熱量的承受能力有限，如果放慢斷弧頻率來降低熔池溫度，易產生縮孔，所以，只能用電弧燃燒時間來控制熔池溫度，如果熔池溫度過高，熔孔較大時，可減少電弧燃燒時間，使熔池溫度降低，這時，熔孔變小，管子內部成形高度適中，避免管子內部焊縫超高或產生焊瘤。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產線長度。

3、直徑 　

焊接電流與焊條直徑：根據焊縫空間位置、焊接層次來選用焊接電流和焊條直徑，開焊時，選用的焊接電流和焊條直徑較大，立、橫仰位較小。如12mm平板對接平焊的封底層選用φ3.2mm的焊條，焊接電流：80-85A，填充，蓋面層選用φ4.0mm的焊條，焊接電流：165-175A，合理選擇焊接電流與焊條直徑，易于控制熔池溫度，是焊縫成形的基礎。采用機器人焊接時對于每條焊縫的焊接參數都是恒定的，質量受人的因素影響較小,降低了對工人操作技術的要求，因此焊接質量是穩定的。

4、方法

運條方法，圓圈形運條熔池溫度高于月牙形運條溫度，月牙形運條溫度又高于鋸齒形運條的熔池溫度，在12mm平焊封底層，采用鋸齒形運條，并且用擺動的幅度和在坡口兩側的停頓，有效的控制了熔池溫度，使熔孔大小基本一致