焊接機器人在提高生產(chǎn)效率方面的應用

　?。?）提，確保高速焊接

　　企業(yè)在生產(chǎn)中應用機器人意味著追求、高焊接質(zhì)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(shù)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。柔性機器人是數(shù)控立體作業(yè)機床，具有六個自由度，不僅可以實現(xiàn)焊槍位置的可達性，還可以實現(xiàn)焊槍的角度變化。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(xié)調(diào)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(xiàn)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(zhuǎn)變形，焊接后的工件難以符合尺寸要求。針對這種類型的工件，我們常采用2臺機器人同時協(xié)調(diào)焊接的方式，這就促生了兩臺機器人雙機協(xié)調(diào)焊接技術(shù)。隨著列車高速化和輕量化，各部件的服役環(huán)境惡化，對車體和轉(zhuǎn)向架的焊接技術(shù)提出了更高的要求。在汽車后橋和消聲器的焊接中，經(jīng)常會使用到該項技術(shù)。

焊接機器人在引用配套設備的應用

與焊接機器人應用相配套的質(zhì)量控制設備也在不斷發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　?。?）機器人自身的質(zhì)量控制及焊接管理的功能已經(jīng)非常完善，如，焊接保護氣流量的監(jiān)控、導電嘴更換時間間隔的管理等。

　?。?）焊接夾具上，工件的檢測、判斷等傳感器的使用在很大程度上保證了工件安裝定位的準確性。

　?。?）專用控制設備的使用更進一步加強了焊接過程的質(zhì)量控制。如，弧機器人焊接過程中的電流電壓監(jiān)控、送絲速度監(jiān)控，點焊機器人的實時打點電流及時長的監(jiān)控等。

　　焊接機器人在機器人的用途中一直占據(jù)著主導地位，盡管近年來在國內(nèi)得到了迅速發(fā)展，但在世界范圍內(nèi)來看，它的應用還處于發(fā)展上升期，我們要做的工作還很多。焊接機器人作為工業(yè)機器人應用為典型的代表，在制造業(yè)生產(chǎn)中扮演著非常重要的角色。如何引進國外成熟的機器人應用技術(shù)為我們所用，如何在焊接質(zhì)量控制上與國外接軌，如何培養(yǎng)國內(nèi)的焊接機器人市場等一系列問題都等待著我們進一步努力。

弧焊機器人的特點

　　弧焊機器人多采用氣體保護焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機器人上作電弧焊。鋼結(jié)構(gòu)的焊接性包含以下兩個方面的含義：一是工藝焊接性，是指金屬或材料在一定的焊接工藝條件下，能否獲得致密、無缺陷并具有一定使用性能的焊接接頭的能力。由于機器人控制柜采用數(shù)字控制，而焊接電源多為模擬控制，所以需要在焊接電源與控制柜之間加一個接口。

　　近年來，國外機器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設備，在這些焊接設備內(nèi)已經(jīng)插入相應的接口板，所以弧焊機器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。應該指出的是，在弧焊機器人工作周期中，電弧時間所占的比例較大，因此在選擇焊接電源時，一般應按持續(xù)率100％來確定電源的容量。我們應該承認國產(chǎn)機器人無論從控制水平還是可靠性等方面與國外公司還存在一定的差距。送絲機構(gòu)可以裝在機器人的上臂上，也可以放在機器人之外，前者焊槍到送絲機之間的軟管較短，有利于保持送絲的穩(wěn)定性，而后者軟管校長，當機器人把焊槍送到某些位置，使軟管處于多彎曲狀態(tài)，會嚴重影響送絲的質(zhì)量，所以送絲機的安裝方式一定要考慮保證送絲穩(wěn)定性的問題。

激光復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，是當前的焊接方法。

激光復合焊的優(yōu)點是：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)與機械屬性。

激光復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用。例如將這項技術(shù)應用于混凝土泵和移動式起重機臂架的生產(chǎn)，這些工藝需對高強度鋼進行加工，傳統(tǒng)技術(shù)往往會因為需要其它輔助工藝（如預熱）而導致成本的增加。焊接機器人是個機電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，單靠企業(yè)的自身能力是不夠的，需要政府對機器人生產(chǎn)企業(yè)及使用國產(chǎn)機器人系統(tǒng)的企業(yè)給予一定的政策和資金支持，加速我國國產(chǎn)機器人的發(fā)展。再則，該技術(shù)也可應用于軌道車輛的制造及常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)（如橋梁，油箱等）。