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焊接機器人的應用

焊接機器人在提高生產效率方面的應用

（1）提升精度，確保高速焊接

企業在生產中應用機器人意味著追求效率、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精度是高速焊接的可靠保證。

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。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。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。

2臺機器人對應1個由機器人外部軸驅動的變位機，在變位機順長擺放的工件上有兩個鏡像對稱的部件，兩條相似的環焊縫需要兩臺機器人在變位機旋轉的同時實現同步協調焊接，通過這種方式可以將焊接生產的效率提高1倍。

工控計算機在全自動焊接機器人中的應用

隨著電子技術、嵌入式計算機技術、數控及機器人技術的發展，自動焊接機器人從60年開始用于生產以來，其技術已日益成熟，特別是智能制造的興起，使得自動焊接機器人市場增速不斷加快。

自動焊接機器人是工業機器人中市場規模增速較快之一。它主要由機器人和焊接設備兩部分組成，通過機器人本體、嵌入式計算機控制軟硬件、傳感系統及其他焊接裝置組成，適用于高質量、精度的以轉軸的各類工件焊接，可有效降低對工人操作技術的要求，將焊接質量數字化，更可控，從而提高企業勞動效率與經濟效益，目前已在電力、機械、汽車、海洋工程裝備等多行業領域廣泛應用。

在新一代全自動焊接機器人系統設計中，它搭載智能工控硬件，支持24小時不間斷運轉，焊接速度遠超于人工；只要主控計算機系統給出焊接參數和運動軌跡，機器人就能精準重復此動作，保證焊接速度與質量的均一性；利用AI傳感器及其他智能軟硬件，還支持故障實時預警、問題自檢等功能，從而保證設備在加工過程中的穩定運行，有效延長設備使用周期。據悉，自2017~2019年國內對于焊接機器人的需求量逐年大幅增加，特別是工程機械、汽車制造、城市建設等的蓬勃發展，間接帶動了工業機器人需求高漲。龐大的工業生產負載及傳統產業轉型等，都給焊接機器人的性能與運算速度等提出了更高的要求，必須有高品質、性能的智能工控硬件擔當其技術載體，才能實現設備的應用。

焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節約能量。焊接的密封性好，適于制造各類容器。發展聯合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結合，可以制成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構，經濟效益很高。采用焊接工藝能有效利用材料，焊接結構可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發揮各種材料的特長，達到經濟。焊接已成為現代工業中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。

在近代的金屬加工中，焊接比鑄造、鍛壓工藝發展較晚，但發展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%，鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。

未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料，以進一步提高焊接質量和安全可靠性，如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運用電子技術和控制技術，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。

另一方面要提高焊接機械化和自動化水平，如焊機實現程序控制、數字控制；研制從準備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產線上，推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產水平，改善焊接衛生安全條件。