焊接機器人在汽車生產(chǎn)中應用

焊接機器人目前已廣泛應用在汽車制造業(yè)，汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接，尤其在汽車底盤焊接生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。豐田公司已決定將點焊作為標準來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點焊機器人。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量，因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)。在短距離內(nèi)的運動時間也大為縮短。該公司近推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產(chǎn)線長度。國內(nèi)生產(chǎn)的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件，主要構(gòu)件采用沖壓焊接，板厚平均為1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質(zhì)量要求相當高，其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。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。應用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動強度，改善了勞動環(huán)境。

焊接機器人的結(jié)構(gòu)與性能

焊接機器人是一種從事焊接(包括切割和噴涂)的工業(yè)機器人。為了適應不同的用途，機器人后一個軸的機械接口，通常是一個連接法蘭，可以用不同的工具或末端執(zhí)行器連接。焊接機器人是在工業(yè)機器人的端部法蘭上安裝焊鉗或焊接(切割)槍，以便焊接、切割或熱噴涂。世界上生產(chǎn)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。

焊接機器人主要包括機器人和焊接設備。機器人由機器人本體和控制柜(硬件和軟件)組成。焊接設備以電弧焊和點焊為例，由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(電弧焊)、焊槍(夾具)等組成。對于智能機器人，應具有傳感器系統(tǒng)，如激光或攝像機傳感器及其控制裝置。其次，每當使用完工具之后都必須將其放回到焊接機器人動作范圍外的原位置保存，避免焊接機器人與遺忘在夾具上的工具發(fā)生碰撞，造成夾具或機器人因此而受損。

世界上生產(chǎn)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。其中，軸1、軸2、軸3可以將末端刀具送至不同的空間位置，軸4、軸5、軸6可以解決刀具姿態(tài)的不同要求。焊接機器人的機械結(jié)構(gòu)主要有兩種：一種是平行四邊形結(jié)構(gòu)，另一種是側(cè)擺結(jié)構(gòu)。勞動力需要休息，但焊接機器人可以連續(xù)工作，生產(chǎn)效率是人類的三倍以上，可以降低勞動力的管理成本。

上述兩種機器人的軸都是旋轉(zhuǎn)的，所以用伺服電機通過擺線針輪減速器(1-3軸)和諧波減速器(1-6軸)驅(qū)動。在20世紀80年代中期以前，直流伺服電機被用于電動機器人。自20世紀80年代末以來，交流伺服電機已在許多國家得到應用。由于交流電機沒有碳刷，具有良好的動態(tài)特性，新型機器人不僅事故率低，而且免維護時間大幅度增加，升(降)速快。一些重量小于16KG的新型輕型機器人在刀具中心點(TCP)的大移動速度超過3m/s，定位準確，振動小。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量，因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)。同時，機器人控制柜還采用32位微型計算機和新算法，使其具有自尋優(yōu)路徑的功能。

工業(yè)機器人在厚板焊接生產(chǎn)中的應用
在工程機械工業(yè)中，焊接機器人已廣泛用于制造各種工程機械工件。例如，挖掘機動臂、斗桿、鏟斗、X型車架、主平臺和履帶梁、裝載機前后車架、動臂、推土機后軸箱、小車方箱、汽車起重機車架、轉(zhuǎn)盤、支腿、履帶起重機、泵車、平地機和攤鋪機等關鍵部件的焊接，都有一個專用的焊接機器人-集成系統(tǒng)。這些特殊的機器人焊接系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。本發(fā)明通過電弧跟蹤功能、接觸傳感功能、焊接專家數(shù)據(jù)庫等智能功能，解決了中厚板焊接領域存在的工件尺寸大、焊腳尺寸大、焊接坡口加工、工件組精度差等問題。焊縫成形效果和焊接穩(wěn)定性好。
厚板焊接機器人智能化發(fā)展趨勢
雖然焊接機器人被廣泛使用，但它們也朝著更高程度的自動化和智能化發(fā)展。近年來，具有代表性的新型機器人焊接技術(shù)不斷涌現(xiàn)。這些技術(shù)從生產(chǎn)效率、精度要求、可操作性、適應性等方面展示了焊接機器人技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。逐步從研發(fā)走向推廣應用。
(1)機器人示教再現(xiàn)和離線編程技術(shù)？目前，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的焊接機器人大多是基于示教再現(xiàn)或離線編程來實現(xiàn)焊接操作，通過一定的傳感技術(shù)可以滿足自動化生產(chǎn)的基本要求。焊接機器人的選用原則有哪些焊接機器人的使用不僅可以穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，而且還降低了對工人焊接技術(shù)的要求，從而縮短了產(chǎn)品升級的準備周期，減少了相應的設備投資。但是，他們的智能還有很大的發(fā)展空間，包括易于實現(xiàn)的教學、焊接路徑的自主規(guī)劃、焊接任務過程參數(shù)的自動生成、直觀易用的人機交互系統(tǒng)設計、虛擬現(xiàn)實焊接工作站的離線編程等技術(shù)。

焊接機器人的靈活性和焊接質(zhì)量如何？
眾所周知，在焊接行業(yè)有很多公司使用焊接機器人，因為機器人不僅生產(chǎn)，而且有很多優(yōu)點，這就是為什么企業(yè)使用焊接機器人來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工工作。焊接機器人不僅具有、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，而且具有良好的靈活性，即使在復雜的環(huán)境下也能保證穩(wěn)定的工作。這與焊接機器人的結(jié)構(gòu)密切相關，包括焊接機器人本體、焊接電源、一維重型滑臺、機器人L型臂、焊槍清洗和線切割站、控制系統(tǒng)等設備。焊接機器人的焊接質(zhì)量怎么樣？如果手工焊縫表面有黃色涂層，焊接機器人可以進行焊接，以避免類似問題，保證焊接質(zhì)量。首先，我們必須知道這種黃色的東西實際上是焊絲和焊接基體中的雜質(zhì)。主要是焊接過程中硅和錳的高溫氧化和保護氣體中二氧化碳的化學反應，以及氧化硅和氧化錳形成的氧化反應。它有點類似于手工焊接時的焊渣。雖然這些現(xiàn)象也是通過使用焊接機器人產(chǎn)生的，但是這些氧化物除了輕微的外觀之外不會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，并且可以通過刷子容易地去除。焊料基板的金屬元素中含有一些硅和錳元素，這種現(xiàn)象肯定存在。如果你想減少這些氧化物，你可以使用含硅和錳較少的焊絲，使用較少的二氧化碳保護氣體，并使用混合氣體。氧化物焊接更少，黃點也更少。根據(jù)自動化程度，自動焊接設備可分為以下三類：一、剛性自動焊接設備剛性自動焊接設備也可以稱為一次自動焊接設備，大多是根據(jù)開環(huán)控制原理設計的。