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焊接機器人在提高生產效率方面的應用

　?。?）提，確保高速焊接

　　企業在生產中應用機器人意味著追求、高焊接質量，因此各機器人廠家都在焊接速度上尋求突破，而機器人在軌跡控制上的是高速焊接的可靠保證。

　　MOTOMAN機器人在新一代控制器NX100中，應用ARM（AdvancedRobotMotion）控制技術將各軸的慣性矩、重力矩、機器人安裝位置等因素納入運動控制計算，大大提高了運動軌跡的精度。由于鋼結構結構形式的多樣性，加之其安裝過程多在戶外，自動化焊接程度較低，多數采用手工進行焊接。如，在焊接工作站中，我們會遇到各種機器人安裝形式（如圖1a），在每種安裝方式中，機器人各軸所受的重力矩各不相同，我們只要在ARM控制中正確地設置機器人對地面的角度（如圖1b），就會克服各種安裝方式對軌跡精度造成的不利影響。

（2）雙機協調焊接功能

　　有時我們會遇到長形工件，焊縫分布在工件的兩端，若采用1臺機器人進行焊接，會出現因兩端不同時焊接而造成焊接變形不一致，從而使工件在長度方向上扭轉變形，焊接后的工件難以符合尺寸要求。如何引進國外成熟的機器人應用技術為我們所用，如何在焊接質量控制上與國外接軌，如何培養國內的焊接機器人市場等一系列問題都等待著我們進一步努力。針對這種類型的工件，我們常采用2臺機器人同時協調焊接的方式，這就促生了兩臺機器人雙機協調焊接技術。在汽車后橋和消聲器的焊接中，經常會使用到該項技術。

焊接機器人研究和應用現狀

機器人技術是綜合了計算機、 控制論、 機構學信息和傳感技術、 人工智能、 仿生學等多學科而形成的高新技術， 是當代研究十分活躍的領域。多關節機器人作為占比本體類型，輕小負載產品（負載≤20kg）同質化嚴重，價格競爭愈演愈烈，成為內外資工業機器人廠商較量的主戰場，同時也是增速下滑明顯的細分產品之一。近十幾年來， 隨著相關領域技術快速發展， 機器人技術也得到了飛速發展。為了更好地完成焊接任務， 機器人生產廠商在機器人本體上做了相應的調整。機器人所采用材料開始轉向鋁、 不銹鋼、 高強鋼， 所使用的板材也越來越薄。使用材料的變化在保證剛度的前提下， 減少了機器人自身的質量， 降低了成本。目前市場上機器人的售價越來越低， 性價比越來越高， 各個機器人廠商紛紛推出了 11~13 萬的經濟型弧焊機器人。

焊接機器人的焊槍編程

要想焊接機器人得到好的焊接效果，除了硬件設施，像是配套機器人焊槍 ，清槍裝置等設備外，好的編程也是必不可少的，好的編程需要注意以下這么步驟。

1. 選擇合理的焊接順序。以減小焊接變形、焊走路徑長度來制定焊接順序。目前，焊縫跟蹤傳感器還是非?；钴S的領域之一，多條紋激光光源、錐形激光光源等都有研究和應用。2. 焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑、安全。3. 優化焊接參數。為了獲得的焊接參數，制作工作試件進行焊接實驗和工藝評定。4. 合理的變位機位置、焊槍姿態、焊槍相對接頭的位置。工件在變位機上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調整變位機，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置，同時要不斷調整機器人各軸的位置，合理的確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置確定之后，焊槍相對接頭的位置通過編程者的雙眼觀察，難度較大。這就要求編程者善于總結積累經驗。5. 及時插入清槍程序。編寫一定長度的焊接程序后，應及時插入清槍程序?？梢苑乐购附语w濺堵塞焊接火口和導電嘴，保證焊槍的清潔，提高火口的使用壽命。6. 編制程序一般不能一步到位，要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改，調整焊接參數及焊槍姿態等，才會形成一個好程序。

焊接機器人的結構。焊接機器人在機器人的用途中一直占據著主導地位，盡管近年來在國內得到了迅速發展，但在世界范圍內來看，它的應用還處于發展上升期，我們要做的工作還很多。焊接機器人結構主要有機器人本體和控制器、焊接電源、機器人外軸行走機構、焊接變位機和夾具、操作軟件和弧焊軟件包、傳感系統、工作站輔助及除塵系統等。機器人本體和控制柜是焊接機器人工作站的重中之重，一般為六軸關節型，具有較強的負載能力和堅固的剛性結構，使用壽命較長，一般可使用十年以上。機器人系統采用數字化控制技術，通過數字總線連接系統的各個部分，保證其不受周圍磁場干擾。機器人控制系統采用多處理器的中央處理系統，具有充分的擴展空間和穩定性，保證焊接的和高質量。在焊接電源的選擇方面，由于焊接機器人需要較大規格的焊絲和電流，因此應保證在該電流下暫載率達到*。建議選擇國際*品牌的數字的逆變脈沖焊接電源或機器人用來擴大機器人的工作范圍使用