焊接機(jī)器人的應(yīng)用技術(shù)分析

　　1.機(jī)器人與焊接設(shè)備共同發(fā)展

　　焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)的融合，焊接機(jī)器人能否在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)越性，取決于這幾方面技術(shù)的共同提高，而系統(tǒng)工程技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)和焊接技術(shù)的粘合劑。以安川電機(jī)的MOTOMAN機(jī)器人為例，過去幾代機(jī)器人的發(fā)展都是圍繞焊接設(shè)備完成多項(xiàng)焊接專用功能的開發(fā)，如焊接參數(shù)的漸變調(diào)節(jié)功能、TIG焊接時利用擺焊同步技術(shù)進(jìn)行的斷續(xù)填絲焊接功能、弧焊傳感器（電弧跟蹤）功能及焊接實(shí)時監(jiān)控功能等，都是焊接工藝的需求促使下的開發(fā)。我國開發(fā)工業(yè)機(jī)器人晚于美國和日本，起于20世紀(jì)70年代，早期是大學(xué)和科研院所的自發(fā)性的研究。

　　同樣地，焊接設(shè)備制造商為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動化焊接，在焊接電源的設(shè)計(jì)上也做了許多改進(jìn)，如、機(jī)器人可檢出焊縫位置使用的高電壓，焊接電源做到了內(nèi)置；與機(jī)器人的通信接口方面，現(xiàn)在許多焊機(jī)制造商都采用了方便快捷的通信接口。

點(diǎn)焊對焊接機(jī)器人的要求不是很高。因?yàn)辄c(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制，至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動軌跡沒有嚴(yán)格要求，這也是機(jī)器人早只能用于點(diǎn)焊的原因。高工產(chǎn)研機(jī)器人研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2019年中國工業(yè)機(jī)器人銷量15。點(diǎn)焊用機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力，而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時速度要快捷，動作要平穩(wěn)，定位要準(zhǔn)確，以減少移位的時間，提

高工作效率。點(diǎn)焊機(jī)器人需要有多大的負(fù)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(fù)載的機(jī)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(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接；另一方面電纜線隨機(jī)器人運(yùn)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(zhì)量在70kg左右。考慮到機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力，能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接，一般都選用100～150kg負(fù)載的重型機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點(diǎn)焊時焊鉗短距離快速移位的要求。由于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用場所的重要性，因此在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安裝過程中對鋼結(jié)構(gòu)的焊接提出了更高要求。新的重型機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能。這對電機(jī)的性能，微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。

室內(nèi)噴涂機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)墻面、天花板進(jìn)行全自動噴涂，既大幅提高了施工效率，又減少油漆對人體的危害，有效降低人工登高作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)等； 外墻噴涂機(jī)器人代替了傳統(tǒng)施工中的高空作業(yè)，安全性大大提升，且工效較人工提高了 4-6倍； 樓層清潔機(jī)器人能在粉塵環(huán)境下清掃施工現(xiàn)場樓層石頭、碎塊及灰塵，自動清空料盒等，清潔覆蓋率達(dá)90%，施工效率較人工提高1倍多；采用機(jī)器人焊接工人只是用來裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等，對于點(diǎn)焊來說工人不再搬運(yùn)笨重的手工焊鉗，使工人從大強(qiáng)度的體力勞動中解脫出來。

預(yù)制內(nèi)墻板搬運(yùn)機(jī)器人可一次性搬4塊、每塊重約180公斤的內(nèi)墻板，運(yùn)輸安全平穩(wěn)、、節(jié)省勞力。

激光復(fù)合焊接是激光束焊接與MIG焊接技術(shù)相結(jié)合，獲得焊接效果，快速和焊縫搭橋能力，是當(dāng)前的焊接方法。

激光復(fù)合焊的優(yōu)點(diǎn)是：速度快，熱變形小，熱影響區(qū)域小，并且確保了焊縫的金屬結(jié)構(gòu)與機(jī)械屬性。

激光復(fù)合焊除了汽車薄板結(jié)構(gòu)件的焊接，還適用于很多其它應(yīng)用。例如將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于混凝土泵和移動式起重機(jī)臂架的生產(chǎn)，這些工藝需對高強(qiáng)度鋼進(jìn)行加工，傳統(tǒng)技術(shù)往往會因?yàn)樾枰渌o助工藝（如預(yù)熱）而導(dǎo)致成本的增加。再則，該技術(shù)也可應(yīng)用于軌道車輛的制造及常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)（如橋梁，油箱等）。（1）示教功能?不同于軌道固定式機(jī)器人，移動式機(jī)器人坐標(biāo)系的基準(zhǔn)零點(diǎn)不固定，程序的創(chuàng)建和修改要通過示教器（見圖2）進(jìn)行操作。