這幾天沒事多給大家普及下焊接機器人的知識，雖然是基礎知識
，但是都對生產有用
！
焊接機器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機器人
。根據
國際標準化組織（ISO）工業(yè)
機器人屬于標準焊接機器人的定義
，工業(yè)機器人是一種多用途的
、可重復編程的自動控制操作機（Manipulator）
，具有三個或更多可
編程的軸，用于工業(yè)自動化領域
。為了適應不同的用途
，機器人最后一個軸的機械接口，通常是一個連接
法蘭，可接裝不同工具或稱末端
執(zhí)行器。焊接機器人就是在工業(yè)機器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊（割）槍的，使之能進行焊接
，切割或熱噴涂
。
簡介
隨著電子技術、
計算機技術、數控及機器人技術的發(fā)展
，自動焊接機器人, 從60年代開始用于生產以來，其技術已日益成熟，主要有以下
優(yōu)點：
1）穩(wěn)定和提高焊接質量
，能將焊接質量以數值的形式反映出來
；
2）提高勞動生產率；
3）改善工人勞動強度
，可在有害環(huán)境下工作
；
4）降低了對工人操作技術的要求；
5）縮短了產品改型換代的準備周期
，減少相應的設備投資
。
焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分
。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備
，以弧焊及點焊為例
，則由焊接電源，（包括其
控制系統(tǒng)）
、送絲機（弧焊）
、焊槍（鉗）等部分組成。對于
智能機器人還應有傳感系統(tǒng)
，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等
。圖1a、b表示弧焊機器人和
點焊機器人的基本組成
。
世界各國生產的焊接用機器人基本上都屬
關節(jié)機器人，絕大部分有6個軸。其中
，1
、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置
，而4
、5、6軸解決工具姿態(tài)的不同要求
。焊接機器人本體的機械結構主要有兩種形式：一種為平行四邊形結構
，一種為側置式（擺式）結構，如圖2a
、b所示
。側置式（擺式）結構的主要優(yōu)點是上、下臂的活動范圍大
，使機器人的工
焊接機器人示意圖
作空間幾乎能達一個球體
。因此
，這種機器人可倒掛在機架上工作，以節(jié)省占地面積
，方便地面物件的流動
。但是這種側置式機器人，2
、3軸為懸臂結構
，降低機器人的剛度，一般適用于負載較小的機器人
，用于電弧焊
、切割或噴涂。平行四邊形機器人其上臂是通過一根拉桿驅動的
。拉桿與下臂組成一個平行四邊形的兩條邊
。故而得名。早期開發(fā)的平行四邊形機器人工作空間比較?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。ň窒抻跈C器人的前部）
，難以倒掛工作。但80年代后期以來開發(fā)的新型平行四邊形機器人（
平行機器人）
，已能把工作空間擴大到機器人的頂部
、背部及底部，又沒有測置式機器人的剛度問題
，從而得到普遍的重視
。這種結構不僅適合于輕型也適合于重型機器人
。近年來點焊用機器人（負載100～150kg）大多選用平行四邊形結構形式的機器人
。
上述兩種機器人各個軸都是作回轉運動，故采用伺服電機通過擺線針輪（RV）減速器（1～3軸）及諧波減速器（1～6軸）驅動
。在80年代中期以前
，對于電驅動的機器人都是用
直流伺服電機，而80年代后期以來
，各國先后改用
交流伺服電機。由于交流電機沒有碳刷，動特性好
，使新型機器人不僅事故率低
，而且免維修時間大為增長，加（減）速度也快
。一些負載16kg以下的新的輕型機器人其工具中心點（TCP）的最高
運動速度可達3m/s以上
，定位準確，振動小
。同時
，機器人的控制柜也改用32位的微機和新的算法
，使之具有自行優(yōu)化路徑的功能，運行軌跡更加貼近示教的軌跡
編輯
點焊對焊接機器人的要求不是很高
。因為點焊只需點位控制
，至于焊鉗在點與點之間的移動軌跡沒有嚴格要求，這也是機器人最早只能用于點焊的原因
。點焊用機器人不僅要有足夠的負載能力
，而且在點與點之間移位時速度要快捷，動作要平穩(wěn)
，定位要準確
，以減少移位的時間，提
高工作效率
。點焊機器人需要有多大的負載能力
，取決于所用的焊鉗形式。對于用與變壓器分離的焊鉗
，30～45kg負載的機器人就足夠了
。但是，這種焊鉗一方面由于二次電纜線長
，電能損耗大
，也不利于機器人將焊鉗伸入工件內部焊接；另一方面電纜線隨機器人運動而不停擺動
，電纜的損壞較快
。因此，目前逐漸增多采用一體式焊鉗
。這種焊鉗連同變壓器質量在70kg左右
。考慮到機器人要有足夠的負載能力
，能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進行焊接
，一般都選用100～150kg負載的重型機器人。為了適應連續(xù)點焊時焊鉗短距離快速移位的要求
。新的重型機器人增加了可在0.3s內完成50mm位移的功能
。這對電機的性能，微機的運算速度和算法都提出更高的要求
。
由于所設計的焊接機器人是在準平面
、空間狹窄的環(huán)境下工作，為了保證機器人能根據電弧傳感器的偏差信息
，跟蹤焊縫自動焊接
，要求所設計的機器人應該結構緊湊、移動靈活且工作穩(wěn)定．文中針對狹窄空間特點
，開發(fā)了一種小型移動焊接機器人
，根據機器人各結構的運動特點
，運用模塊化設計方法，把機器人機構分為輪式移動平臺
、焊炬調節(jié)機構和電弧傳感器三部分
。其中，輪式移動平臺由于其慣性大
，響應慢
，主要對焊縫進行粗跟蹤，焊炬調節(jié)機構負責焊縫精確跟蹤
，電弧傳感器完成焊縫偏差實時識別．另外
，機器人控制器和電機驅動器集成安裝于機器人移動平臺上，使其體積更小
。同時
，為了減少惡劣焊接環(huán)境下粉塵對運動部件影響，采用全封閉式結構
，提高其系統(tǒng)可靠性
點焊機器人的焊接裝備
，由于采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面
，所以變壓器必須盡量小型化
。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對于容量較大的變壓器
，已經開始采用逆變技術把50Hz工頻交流變?yōu)?00～700Hz交流
，使變壓器的體積減少、減輕
。變壓后可以直接用600～700Hz交流電焊接
，也可以再進行二次整流，用直流電焊接
。焊接參數由
定時器調節(jié)
，參見圖1b。新型定時器已經微機化
，因此機器人控制柜可以直接控制定時器，無需另配接口
。點焊機器人的焊鉗
，通常用氣動的焊鉗，氣動焊鉗兩個電極之間的開口度一般只有兩級沖程
。而且電極壓力一旦調定后是不能隨意變化的
。近年來出現一種新的電伺服點焊鉗，如圖4所示
。焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅動
，碼盤反饋
，使這種焊鉗的張開度可以根據實際需要任意選定并預置。而且電極間的壓緊力也可以無級調節(jié)
。這種新的電伺服點焊鉗具有如下優(yōu)點：
1）每個焊點的焊接周期可大幅度降低
，因為焊鉗的張開程度是由機器人精確控制的，機器人在點與點之間的移動過程
、焊鉗就可以開始閉合
；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；
2）焊鉗張開度可以根據工件的情況任意調整
，只要不發(fā)生碰撞或干涉盡可能減少張開度
，以節(jié)省焊鉗開度，以節(jié)省焊鉗開合所占的時間
。
榮仕杰的首頁有很多汽車焊接機器人使用案例
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3）焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可以調節(jié)
，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合
，減少撞擊變形和噪聲。
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焊接機器人與焊接機器人工作站到底有什么區(qū)別
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、控制系統(tǒng)
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、焊槍等組成
。而焊接機器人工作站除了包括焊接機器人外，還包括了很多輔助設備如地軌
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、安全圍欄
、清槍器、安全系統(tǒng)
、外圍設備......
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榮仕杰為您介紹什么是點焊機器人
，中間的環(huán)節(jié)和要注意的事項，以及使用細節(jié)在下文中我們做了詳細的介紹
。
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