湖州焊接機器人設備在線咨詢【景尚機電】

焊接機器人的在國內的應用特點

在中國的應用特點

　　（1）我國焊接機器人的應用主要集中在汽車、摩托車、工程機械、鐵路機車等行業。汽車是焊接機器人的用戶，也是早的用戶，汽車制造和汽車零部件生產企業中的焊接機器人占全部焊接機器人的76%。我們的一個上海的客戶，設備臨時出現故障，由于當時工期緊，他們臨時采用手工來點焊同樣的工件，結果4把手工焊鉗在兩個輪班只能生產40件，而機器人正常生產時，在一個輪班就能完成90件左右。在汽車行業中，點焊機器人與弧焊機器人的比例為3：2，而其他行業大都是以弧焊機器人為主。

　　（2）20世紀90年代以來，先進技術、生產設備及工藝裝備的引進使我國的汽車制造水平訊速提高到規模化生產，國外焊接機器人大量進入中國。

（3）我國的焊接裝備水平、前后道工序設備的制造水平及系統集成能力與國外仍然存在很大差距，這直接制約了機器人在國內其它行業的發展。

　　（4）大家對機器人的理解還遠遠不夠，一些人對它要求太高，片面認為無論什么產品，它都可以進行焊接。機器人使用的好壞代表一個企業的制造水平，因此，企業必須提高從制造水平才能滿足機器人焊接的生產要求。

焊接機器人生產中的質量控制

　　焊接機器人的先進技術為我們提供了很好的生產工具，但這并不意味著我們一定可以實現高質量的焊接生產。焊接機器人應用技術是一個系統工程，通過近10年的工作經驗總結，我覺得以下幾個方面的工作不容忽視：

　　建立并培養一個具有機器人技術素養的隊伍

　　焊接機器人工程是機電一體化技術的濃縮，其中包含了機器人技術、自動化控制技術、焊接技術等。期望一個企業培養的技術人才是不現實的，但是焊接機器人的應用狀況又確實與這些人的技術素養相關。提高焊接強度，手工焊接操作時常常沿著焊接方向以特定角度（形狀）周期性左右搖擺焊槍。所以，我認為機器人用戶可以建立一個服務于機器人應用的隊伍，在這個隊伍中，可以分為機器人設備及應用技術管理、焊接工藝和機器人作業程序調試及現場生產操作等幾類人員，各司其職，各負其責。

　　（1）機器人設備及應用技術管理人員主要負責機器人系統設備的維護及管理、機器人應用技術的開發和利用，以挖掘機器人的工作能力為目的。

　　（2）焊接工藝和機器人作業程序調試人員主要負責機器人作業程序的管理工作，焊接機器人應用的目的是為焊接生產服務，焊接工藝員對焊接品質的把握是機器人焊接質量的關鍵所在，他的職責是讓機器人成為他得心應手的工具，把他的焊接思路完整地傳達給機器人。而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后，焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動。

　　（3）現場生產操作人員的主要工作雖然是裝卸工件，但僅有這些是不夠的，還必須要有自己的判斷能力，并且能夠將焊接機器人工作過程中的表現準確及時地反饋給機器人設備及應用技術管理人員，包括焊接工藝和機器人作業程序調試人員，這樣有利于設備一旦出現故障時立即做出準確判斷，制訂故障解決方案，為恢復生產搶得時間。“一汽”是我國早引進焊接機器人的企業，1984起先后從KUKA公司引進了3臺點焊機器人，用于當時“牌”轎車的車身焊接和“解放牌”車身頂蓋的焊接。

焊接機器人工作站上使用主要為了實現三類功能

目前， 這類激光傳感器在焊接機器人工作站上使用主要為了實現三類功能：

（ 1 ） 初始焊位引導， 也稱為焊縫搜索或接頭搜索。由于裝配誤差， 可能引起焊縫位置的變化。特別是我國在研制機器人的初期，沒有同步發展相應的零部件產業，如伺服電機、減速機等需要進口，使價格難以降低，所以機器人生產成本降不下來。此時如果仍然按照原示教結果進行焊接， 可能會出現焊偏現象。焊縫搜索是利用一次或多次搜索定位焊縫， 在焊接前平移機器人的編程路徑， 確保焊縫地熔敷在接頭上的過程。用于焊接機器人的焊縫搜索定位系統， 包括點式及條紋式的激光傳感器，適用于不同項目需求。

（ 2 ） 焊接過程中對焊縫實時跟蹤。焊縫跟蹤也稱為接頭跟蹤， 是指在焊接位置前方進行實時跟蹤。焊接機器人作為工業機器人應用為典型的代表，在制造業生產中扮演著非常重要的角色。這不僅可以校正機器人或專機的軌跡， 而且可以實現自適應控制， 例如通過調整電壓、 送絲速度或行走速度來改變焊縫成形。利用激光焊縫跟蹤傳感器在焊槍之前實時地檢測焊縫三維空間位置和曲面曲率， 并將此信息發送給機器人控制器， 引導焊槍移動。

（ 3 ） 焊后質量檢測。利用激光傳感器的三維信息獲取能力， 可以對焊后的焊縫成形質量和缺陷進行檢驗， 發現成形不良、 咬邊等缺陷。

值得注意的是， 目前一些機器人廠商， 如 OTC ，MOTOMAN 等， 已經開始著手研制用于所產機器人的激光焊縫跟蹤傳感器。將來焊縫跟蹤激光傳感器將與焊接機器人協同工作得更好。先進的激光焊縫跟蹤傳感器不僅能夠感知被測點的三維位置， 還能夠擬合出工件的曲率， 從而不僅調節焊槍位置， 還可以幫助調節焊槍姿態， 如圖 4 所示。值得注意的是，目前一些機器人廠商，如OTC，MOTOMAN等，已經開始著手研制用于所產機器人的激光焊縫跟蹤傳感器。這樣在激光焊縫跟蹤傳感器的幫助下， 有可能完全省去示教步驟， 從而大大提高工作效率。目前， 焊縫跟蹤傳感器還是非常活躍的領域之一， 多條紋激光光源、 錐形激光光源等都有研究和應用。所適用的焊接過程也從原來的單道焊接擴展到多層多道焊的焊縫跟蹤， 對于高反光的鋁合金材料焊接， 也能夠實現有效跟蹤。

焊接機器人在高速列車生產中的應用前景

隨著智能制造計劃的推進， 工業機器人在制造業中的應用將會飛速發展。實際上， 近年來我國每年新裝機器人的臺套數都在以 50％/ 年的速度在增長。歸納起來采用焊接機器人有下列主要意義：(1)穩定和提高焊接質量，保證其均一性。隨著機器人售價的降低和人工成本的增加， 使用機器人所帶來的經濟效益越來越驅動企業使用機器人進行焊接。另一方面， 機器人的性能大幅提高，經過了幾十年的積累， 機器人廠商已經能夠針對不同的產品形式提供成套的設備， 包括機器人本體、變位機、 離線編程系統和傳感系統等， 大大降低了用戶使用機器人的難度。

在高速列車生產中， 北車集團已經采用多套機器人系統進行鋁合金車體的焊接， 其轉向架的焊接已經可用焊接機器人來完成。由于復雜的形狀和嚴格的質量要求， 轉向架是另一種采用弧焊很難焊接的工件。目前，在變壓器油箱制造行業，雖然有的企業已經開始使用機器人，但總體仍是以手工焊接和仿形半自動焊接為主，自動化焊接還有很大的提升空間。為了獲得規定的熔透， 焊縫的定位要求非常關鍵。采用裝有視覺系統的機器人已用于焊接這些工件， 其中所用的機器人帶有焊接參數自適應控制的功能。

可以預見， 在高速列車生產中采用機器人焊接無疑可以提高產品質量， 為實現智能制造奠定基礎。