焊接機器人在提高生產效率方面的應用

　?。?）提，確保高速焊接

　　企業(yè)在生產中應用機器人意味著追求、高焊接質量，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是高速焊接的可靠保證。

　　MOTOMAN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。焊縫搜索是利用一次或多次搜索定位焊縫，在焊接前平移機器人的編程路徑，確保焊縫地熔敷在接頭上的過程。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。這樣在激光焊縫跟蹤傳感器的幫助下，有可能完全省去示教步驟，從而大大提高工作效率。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。

焊接機器人生產中的質量控制

　　焊接機器人的先進技術為我們提供了很好的生產工具，但這并不意味著我們一定可以實現高質量的焊接生產。焊接機器人應用技術是一個系統(tǒng)工程，通過近10年的工作經驗總結，我覺得以下幾個方面的工作不容忽視：

　　建立并培養(yǎng)一個具有機器人技術素養(yǎng)的隊伍

　　焊接機器人工程是機電一體化技術的濃縮，其中包含了機器人技術、自動化控制技術、焊接技術等。由于采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以點焊機器人的變壓器必須盡量小型化。期望一個企業(yè)培養(yǎng)的技術人才是不現實的，但是焊接機器人的應用狀況又確實與這些人的技術素養(yǎng)相關。所以，我認為機器人用戶可以建立一個服務于機器人應用的隊伍，在這個隊伍中，可以分為機器人設備及應用技術管理、焊接工藝和機器人作業(yè)程序調試及現場生產操作等幾類人員，各司其職，各負其責。

　?。?）機器人設備及應用技術管理人員主要負責機器人系統(tǒng)設備的維護及管理、機器人應用技術的開發(fā)和利用，以挖掘機器人的工作能力為目的。

　?。?）焊接工藝和機器人作業(yè)程序調試人員主要負責機器人作業(yè)程序的管理工作，焊接機器人應用的目的是為焊接生產服務，焊接工藝員對焊接品質的把握是機器人焊接質量的關鍵所在，他的職責是讓機器人成為他得心應手的工具，把他的焊接思路完整地傳達給機器人。隨著智能制造計劃的推進，工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應用將會飛速發(fā)展。

　　（3）現場生產操作人員的主要工作雖然是裝卸工件，但僅有這些是不夠的，還必須要有自己的判斷能力，并且能夠將焊接機器人工作過程中的表現準確及時地反饋給機器人設備及應用技術管理人員，包括焊接工藝和機器人作業(yè)程序調試人員，這樣有利于設備一旦出現故障時立即做出準確判斷，制訂故障解決方案，為恢復生產搶得時間。機器人焊接采用的是富混合氣體保護焊，焊接過程中出現的焊接缺陷一般有焊偏、咬邊、氣孔等幾種，具體分析如下：(1)出現焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現問題。

?焊縫機器的組成及工作原理

焊縫別名焊接，焊縫系統(tǒng)，焊縫設備等。所適用的焊接過程也從原來的單道焊接擴展到多層多道焊的焊縫跟蹤，對于高反光的鋁合金材料焊接，也能夠實現有效跟蹤。其功能是在焊接過程中自動檢測并自動調節(jié)焊槍的位置，以便于始終跟隨焊接位置進行焊接，焊槍與工件之間的距離始終保持恒定，從而確保了焊接質量，提高了焊接效率并降低了勞動強度。在焊接時如果沒有焊縫，焊工就要不斷的觀察焊槍的位置，查看焊槍有沒有偏離焊縫位置，兩者之間的距離有沒有變化，如果發(fā)現偏離焊縫或者焊槍與工件之間的距離發(fā)生變化，那么焊工就需要人工把焊槍再調節(jié)回去，這樣焊工勞動強度就很大，尤其是在夏天天氣炎熱的情況下，又不能吹電風扇，這些惡劣的條件更增加了焊工的勞動強度，另外需要焊工的責任心很強，否則就會出現焊接質量問題。

激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實現，激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接。其功能是在焊接過程中自動檢測并自動調節(jié)焊槍的位置，以便于始終跟隨焊接位置進行焊接，焊槍與工件之間的距離始終保持恒定，從而確保了焊接質量，提高了焊接效率并降低了勞動強度。功率密度小于10~10 W/cm為熱傳導焊，此時熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于10~10 W/cm時，金屬表面受熱作用下凹成"孔穴"，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點。

激光焊接技術廣泛被應運在汽車、輪船、飛機、高鐵等高精制造領域，給人們的生活質量帶來了重大提升，更是家電行業(yè)進入了精工時代。