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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。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)工業(yè)機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義,工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)(Manipulator),具有三個(gè)或更多可編程的軸,用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途,機(jī)器人后一個(gè)軸機(jī)械接口,通常是一個(gè)連接法蘭,可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。雖然從理論上講,有5個(gè)軸的機(jī)器人就可以用于電弧焊,但是對(duì)復(fù)雜形狀的焊縫,用5個(gè)軸的機(jī)器人會(huì)有困難。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的,使之能進(jìn)行焊接,切割或熱噴涂。
點(diǎn)焊對(duì)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(dòng)軌跡沒(méi)有嚴(yán)格要求,這也是機(jī)器人特別早只能用于點(diǎn)焊的原因。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(shí)速度要快捷,動(dòng)作要平穩(wěn),定位要準(zhǔn)確,以減少移位的時(shí)間,提高工作效率。。。。。。。。。。。。。。。機(jī)器人的負(fù)載首要表現(xiàn)為全體的安穩(wěn)性,人點(diǎn)點(diǎn)的移動(dòng)速度首要表現(xiàn)為點(diǎn)焊的功率。。。。。。。。。。。
工廠選用哪種自動(dòng)化焊接生產(chǎn)形式,必須根據(jù)工廠的實(shí)際情況及素要而定。焊接專機(jī)適合批量大,改型慢的產(chǎn)品,而且工件的焊縫數(shù)量較少、較長(zhǎng),形狀規(guī)矩(直線、圓形)的情況;焊接機(jī)器人系統(tǒng)一般適合中、小批量生產(chǎn),被焊工件的焊縫可以短而多,形狀較復(fù)雜。柔性焊接線特別適合產(chǎn)品品種多,每批數(shù)量又很少的情況,目前國(guó)外企業(yè)正在大力推廣無(wú)(少)庫(kù)存,按訂單生產(chǎn)(JIT)的管理方式,在這種情況下采用柔性焊接線是比較合適的。軸類焊接機(jī)器人工作站由弧焊機(jī)器人、焊接電源、焊槍送絲機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)雙工位變位機(jī)、工裝夾具和控制系統(tǒng)組成。
焊接機(jī)器人按結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系來(lái)分
1) 直角坐標(biāo)型 這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和控制方案與機(jī)床類似,其到達(dá)空間位置的三個(gè)運(yùn)動(dòng)(x、y、z)是由直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成,這種形式的機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)模型簡(jiǎn)單,各軸線位移分辨率在操作容積內(nèi)任一點(diǎn)上均為恒定,控制精度容易提高;缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)龐大,工作空間小,操作靈活性較差。簡(jiǎn)易和專用焊接機(jī)器人常采用這種形式。2) 圓柱坐標(biāo)型 這類機(jī)器人在基座水平轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有立柱,水平臂可沿立柱作上下運(yùn)動(dòng)并可在水平方向伸縮。這種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)點(diǎn)是末端操作可獲得較高速度,缺點(diǎn)是末端操作器外伸離開(kāi)立柱軸心愈遠(yuǎn),其線位移分辨精度愈低。3) 球坐標(biāo)型 與圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)相比較,這種結(jié)構(gòu)形式更為靈活。但采用同一分辨率的碼盤檢測(cè)角位移時(shí),伸縮關(guān)節(jié)的線位移分辨率恒定,但轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)反映在末端操作器上的線位移分辨率則是個(gè)變量,增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。焊接機(jī)器人按結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系來(lái)分1)直角坐標(biāo)型這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和控制方案與機(jī)床類似,其到達(dá)空間位置的三個(gè)運(yùn)動(dòng)(x、y、z)是由直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成,這種形式的機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)模型簡(jiǎn)單,各軸線位移分辨率在操作容積內(nèi)任一點(diǎn)上均為恒定,控制精度容易提高。4) 全關(guān)節(jié)型 全關(guān)節(jié)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類似人的腰部和手部,其位置和姿態(tài)全部由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn),其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)緊湊,靈活性好,占地面積小,工作空間大,可獲得較高的末端操作器線速度;其缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)學(xué)模型復(fù)雜,高的精度控制難度大,空間線位移分辨率取決于機(jī)器人手臂的位姿。