焊接機器人組成結構

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。在焊接過程中，實現(xiàn)了焊接數(shù)據(jù)向上層網(wǎng)絡的實時傳輸，實現(xiàn)了焊接過程的自動化和數(shù)字化，大大提高了焊接效率和穩(wěn)定性，對提高相貫線焊接的焊接質量具有重要意義。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?；『笝C器手根據(jù)需要可選用桶裝或盤裝焊絲，為了減少更換焊絲的頻率，應選用桶裝焊絲，但由于采用桶裝焊絲，送絲軟管很長，阻力大，對焊絲的挺度等質量要求較高。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?。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。

焊接機器人克服了小管內壁堆焊的關鍵性技術

焊接機器人的出現(xiàn)解決了很多焊接領域的難題，就連小管內壁的堆焊技術也能順利完成，并且可以獲得良好的堆焊質量。那么焊接機器人究竟是如何做到這一點呢？相比傳統(tǒng)焊接技術和設備來說，焊接機器人克服了這項工藝中的哪些關鍵技術？

焊接機器人的焊接速度是可以自動調節(jié)的，而且焊接機器人的夾持轉動、進給、擺動等也能在一個寬廣的速度變化范圍內可調，因此可以滿足多種工藝不同管徑堆焊對應的焊接速度、堆焊螺距及搭邊量等技術要求。

在實際應用過程中，要想在一個小管徑的內部采用TIG填絲堆焊，所需純電弧時間是非常長的，這就對焊接設備的各個部件提出一個十分苛刻的要求，那就是必須保證設備各系統(tǒng)長時間連續(xù)運行穩(wěn)定可靠，焊接機器人完全可以做到這一點。

由于孔徑過小，對堆焊過程的觀察十分不利，所以堆焊過程的穩(wěn)定可靠將由焊接機器人各執(zhí)行機構的自身穩(wěn)定可靠給予保證。此外，焊接機器人還有較高自動化水平的控制系統(tǒng)，可以保證控制的性。

由于連續(xù)堆焊時間長，所以如何解決鎢極燒損，提高使用壽命及保護罩耐用問題，是能否保證設備長時間連續(xù)運行的關鍵。而焊接機器人在設計制作的時候都是采用各類先進材料，可以保持長時間的連續(xù)運行狀態(tài)。

為保證焊接機器人及其水、電、氣管路在長期高溫環(huán)境中工作可靠，它的選擇和散熱性能都符合相關的要求；另外焊接機器人還采用了單片微機作為主控制系統(tǒng)，大大提高了設備的抗干擾性。

框架自動焊接機器人

車架就像人體骨架，關系到整車的安全性和穩(wěn)定性。世界上生產的焊接機器人基本上都是關節(jié)機器人，其中大部分都有六個軸。與手工焊接相比，全自動框架焊接機器人的裝配線焊接操作不受人的情感影響，焊接接頭更均勻;從操作角度看，也比單臂機械焊接更穩(wěn)定，使用全自動框架焊接機器人大大節(jié)省了人力資源，智能焊接使焊接質量更好，無論設備有多好，如果不細心呵護，它在總是出問題的時候，如何維護車架的自動焊接機器人?

側裝(傾斜)結構的主要優(yōu)點是上下臂運動范圍大，使機器人的工作空間幾乎達到一個球體。因此，機器人可以倒掛在機架上工作，從而節(jié)省占地面積，方便地面物體的流動。然而，這種側裝機器人采用2軸和3軸懸臂結構，可以降低機器人的剛度。焊接機器人焊接機器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機器人。一般適用于小負載的機器人，用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機器人的上臂由拉桿驅動。拉桿和下臂構成平行四邊形的兩側。因此得名。

早期開發(fā)的平行四邊形機器人工作空間相對較小(僅限于機器人前端)，因此很難倒立工作。然而，自20世紀80年代末發(fā)展起來的新型平行四邊形機器人能夠將工作空間擴展到機器人的頂部、后部和底部，而且測量機器人不存在剛度問題，因此受到了廣泛的重視。目前，焊接工藝的機械化、自動化已成為焊接工業(yè)的發(fā)展趨勢，自動焊接在許多領域都取得了長足的進步。這種結構不僅適用于輕型機器人，也適用于重型機器人。近年來，大多數(shù)點焊機器人(負載100-150kg)采用平行四邊形結構。

工業(yè)機器人在生產中的應用
焊接過程傳感和自適應控制技術集成一個或多個傳感器的焊接機器人可以實現(xiàn)對環(huán)境的感知、信息提取和處理，并通過視覺、觸覺等感官反饋形成一定的閉環(huán)控制。它對外界環(huán)境的變化具有一定的適應性，如自動定位焊接起始位置、自動跟蹤焊縫等。智能水平較高的機器人需要能夠根據(jù)獲取的信息進行判斷、融合和決策。它對復雜環(huán)境有較高的適應性，能夠完成更復雜的任務，這是焊接智能未來的發(fā)展方向。一套完整的弧焊機器人系統(tǒng)應包括機器人機械手、控制系統(tǒng)、焊接裝置和焊件夾緊裝置。
焊接工作站/生產線的多機器人協(xié)作技術采用焊接工作站或生產線的形式，采用多機器人協(xié)作技術實現(xiàn)多個焊接操作或與定位、安裝、檢測等其他過程同時進行焊接操作?？梢源蟠筇岣呱a效率，保證質量，進一步減少人工干預，使生產空間更加緊湊。同時，參與操作的多個機器人或運動軸的協(xié)同控制可以避免運動干涉或相互碰撞的問題，提高生產安全性，降低生產線故障的概率。
機器人技術適用于高能束焊、攪拌摩擦焊等技術方法高能束焊如激光和電子束對焊接機器人在運動軌跡的控制、輔助設備的集成等方面提出了特殊要求。
極端環(huán)境下焊接機器人的遙控技術要求遙控機器人代替人在核環(huán)境、空間、深海等特殊工作條件下完成焊接任務。輻射、氣壓、水壓、重力、溫度等極端環(huán)境的特殊性。要求焊接機器人在機械結構、電氣設計、傳感方式、控制技術、工藝方法等方面有相應的措施。