焊接機(jī)器人組成結(jié)構(gòu)

焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。在焊接過程中，實(shí)現(xiàn)了焊接數(shù)據(jù)向上層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)了焊接過程的自動(dòng)化和數(shù)字化，大大提高了焊接效率和穩(wěn)定性，對(duì)提高相貫線焊接的焊接質(zhì)量具有重要意義。而焊接裝備，以弧焊及點(diǎn)焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機(jī)（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對(duì)于智能機(jī)器人還應(yīng)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(jī)器人和點(diǎn)焊機(jī)器人的基本組成。

世界各國(guó)生產(chǎn)的焊接用機(jī)器人基本上都屬關(guān)節(jié)機(jī)器人，絕大部分有6個(gè)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(jī)器人本體的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為平行四邊形結(jié)構(gòu)，一種為側(cè)置式（擺式）結(jié)構(gòu)，如圖2a、b所示。側(cè)置式（擺式）結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是上、下臂的活動(dòng)范圍大，使機(jī)器人的工作空間幾乎能達(dá)一個(gè)球體。因此，這種機(jī)器人可倒掛在機(jī)架上工作，以節(jié)省占地面積，方便地面物件的流動(dòng)?；『笝C(jī)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(yīng)選用桶裝焊絲，但由于采用桶裝焊絲，送絲軟管很長(zhǎng)，阻力大，對(duì)焊絲的挺度等質(zhì)量要求較高。但是這種側(cè)置式機(jī)器人，2、3軸為懸臂結(jié)構(gòu)，降低機(jī)器人的剛度，一般適用于負(fù)載較小的機(jī)器人，用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機(jī)器人其上臂是通過一根拉桿驅(qū)動(dòng)的。拉桿與下臂組成一個(gè)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(jī)器人工作空間比較?。ň窒抻跈C(jī)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(jī)器人（平行機(jī)器人），已能把工作空間擴(kuò)大到機(jī)器人的頂部、背部及底部，又沒有測(cè)置式機(jī)器人的剛度問題，從而得到普遍的重視。這種結(jié)構(gòu)不僅適合于輕型也適合于重型機(jī)器人。近年來點(diǎn)焊用機(jī)器人（負(fù)載100～150kg）大多選用平行四邊形結(jié)構(gòu)形式的機(jī)器人。

焊接機(jī)器人克服了小管內(nèi)壁堆焊的關(guān)鍵性技術(shù)

焊接機(jī)器人的出現(xiàn)解決了很多焊接領(lǐng)域的難題，就連小管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)也能順利完成，并且可以獲得良好的堆焊質(zhì)量。那么焊接機(jī)器人究竟是如何做到這一點(diǎn)呢？相比傳統(tǒng)焊接技術(shù)和設(shè)備來說，焊接機(jī)器人克服了這項(xiàng)工藝中的哪些關(guān)鍵技術(shù)？

焊接機(jī)器人的焊接速度是可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的，而且焊接機(jī)器人的夾持轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)給、擺動(dòng)等也能在一個(gè)寬廣的速度變化范圍內(nèi)可調(diào)，因此可以滿足多種工藝不同管徑堆焊對(duì)應(yīng)的焊接速度、堆焊螺距及搭邊量等技術(shù)要求。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，要想在一個(gè)小管徑的內(nèi)部采用TIG填絲堆焊，所需純電弧時(shí)間是非常長(zhǎng)的，這就對(duì)焊接設(shè)備的各個(gè)部件提出一個(gè)十分苛刻的要求，那就是必須保證設(shè)備各系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，焊接機(jī)器人完全可以做到這一點(diǎn)。

由于孔徑過小，對(duì)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(jī)器人各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自身穩(wěn)定可靠給予保證。此外，焊接機(jī)器人還有較高自動(dòng)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(shí)間長(zhǎng)，所以如何解決鎢極燒損，提高使用壽命及保護(hù)罩耐用問題，是能否保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵。而焊接機(jī)器人在設(shè)計(jì)制作的時(shí)候都是采用各類先進(jìn)材料，可以保持長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。

為保證焊接機(jī)器人及其水、電、氣管路在長(zhǎng)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(guān)的要求；另外焊接機(jī)器人還采用了單片微機(jī)作為主控制系統(tǒng)，大大提高了設(shè)備的抗干擾性。

框架自動(dòng)焊接機(jī)器人

車架就像人體骨架，關(guān)系到整車的安全性和穩(wěn)定性。世界上生產(chǎn)的焊接機(jī)器人基本上都是關(guān)節(jié)機(jī)器人，其中大部分都有六個(gè)軸。與手工焊接相比，全自動(dòng)框架焊接機(jī)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(jī)械焊接更穩(wěn)定，使用全自動(dòng)框架焊接機(jī)器人大大節(jié)省了人力資源，智能焊接使焊接質(zhì)量更好，無論設(shè)備有多好，如果不細(xì)心呵護(hù)，它在總是出問題的時(shí)候，如何維護(hù)車架的自動(dòng)焊接機(jī)器人?

側(cè)裝(傾斜)結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是上下臂運(yùn)動(dòng)范圍大，使機(jī)器人的工作空間幾乎達(dá)到一個(gè)球體。因此，機(jī)器人可以倒掛在機(jī)架上工作，從而節(jié)省占地面積，方便地面物體的流動(dòng)。然而，這種側(cè)裝機(jī)器人采用2軸和3軸懸臂結(jié)構(gòu)，可以降低機(jī)器人的剛度。焊接機(jī)器人焊接機(jī)器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機(jī)器人。一般適用于小負(fù)載的機(jī)器人，用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機(jī)器人的上臂由拉桿驅(qū)動(dòng)。拉桿和下臂構(gòu)成平行四邊形的兩側(cè)。因此得名。

早期開發(fā)的平行四邊形機(jī)器人工作空間相對(duì)較小(僅限于機(jī)器人前端)，因此很難倒立工作。然而，自20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來的新型平行四邊形機(jī)器人能夠?qū)⒐ぷ骺臻g擴(kuò)展到機(jī)器人的頂部、后部和底部，而且測(cè)量機(jī)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(jī)械化、自動(dòng)化已成為焊接工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)焊接在許多領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。這種結(jié)構(gòu)不僅適用于輕型機(jī)器人，也適用于重型機(jī)器人。近年來，大多數(shù)點(diǎn)焊機(jī)器人(負(fù)載100-150kg)采用平行四邊形結(jié)構(gòu)。

工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中的應(yīng)用
焊接過程傳感和自適應(yīng)控制技術(shù)集成一個(gè)或多個(gè)傳感器的焊接機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)外界環(huán)境的變化具有一定的適應(yīng)性，如自動(dòng)定位焊接起始位置、自動(dòng)跟蹤焊縫等。智能水平較高的機(jī)器人需要能夠根據(jù)獲取的信息進(jìn)行判斷、融合和決策。它對(duì)復(fù)雜環(huán)境有較高的適應(yīng)性，能夠完成更復(fù)雜的任務(wù)，這是焊接智能未來的發(fā)展方向。一套完整的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)包括機(jī)器人機(jī)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(chǎn)線的多機(jī)器人協(xié)作技術(shù)采用焊接工作站或生產(chǎn)線的形式，采用多機(jī)器人協(xié)作技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個(gè)焊接操作或與定位、安裝、檢測(cè)等其他過程同時(shí)進(jìn)行焊接操作?？梢源蟠筇岣呱a(chǎn)效率，保證質(zhì)量，進(jìn)一步減少人工干預(yù)，使生產(chǎn)空間更加緊湊。同時(shí)，參與操作的多個(gè)機(jī)器人或運(yùn)動(dòng)軸的協(xié)同控制可以避免運(yùn)動(dòng)干涉或相互碰撞的問題，提高生產(chǎn)安全性，降低生產(chǎn)線故障的概率。
機(jī)器人技術(shù)適用于高能束焊、攪拌摩擦焊等技術(shù)方法高能束焊如激光和電子束對(duì)焊接機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)軌跡的控制、輔助設(shè)備的集成等方面提出了特殊要求。
極端環(huán)境下焊接機(jī)器人的遙控技術(shù)要求遙控機(jī)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(wù)。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(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)計(jì)、傳感方式、控制技術(shù)、工藝方法等方面有相應(yīng)的措施。