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(shí)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(shí)監(jiān)控功能等，都是焊接工藝的需求促使下的開發(fā)。

　　同樣地，焊接設(shè)備制造商為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)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。

焊接機(jī)器人在提高生產(chǎn)效率方面的應(yīng)用

　　（1）提高精度，確保高速焊接

　　企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)器人意味著追求、高焊接質(zhì)量，因此各機(jī)器人廠家都在焊接速度上尋求突破，而機(jī)器人在軌跡控制上的高精度是高速焊接的可靠保證。

　　MOTOMAN機(jī)器人在新一代控制器NX100中，應(yīng)用ARM（AdvancedRobotMotion）控制技術(shù)將各軸的慣性矩、重力矩、機(jī)器人安裝位置等因素納入運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算，大大提高了運(yùn)動(dòng)軌跡的精度。如，在焊接工作站中，我們會(huì)遇到各種機(jī)器人安裝形式（如圖1a），在每種安裝方式中，機(jī)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(shè)置機(jī)器人對地面的角度（如圖1b），就會(huì)克服各種安裝方式對軌跡精度造成的不利影響。

氣動(dòng)焊鉗作為點(diǎn)焊機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

　　氣動(dòng)焊鉗作為點(diǎn)焊機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，目前普遍采用了一體化焊鉗，就是焊接變壓器裝在焊鉗后面，減少了二次電纜的損失，提高焊接質(zhì)量。由于采用一體化焊鉗，變壓器必須盡量小型化，提高機(jī)器人有效負(fù)載。對于容量較大的變壓器，已開始采用中頻逆變技術(shù)：把50Hz工頻交流變?yōu)?00～1000Hz交流再整流，使變壓器體積減少、減輕。

　　氣動(dòng)焊鉗電極組件形式上與手工焊接焊鉗基本相似，完成與工件接觸及通電焊接作用，為降低維護(hù)改造成本，焊鉗組件有模塊化的趨勢。點(diǎn)焊機(jī)器人動(dòng)作，重復(fù)精度高，可代替人的繁重體力勞動(dòng)，并且提高了焊接質(zhì)量，提高了生產(chǎn)線柔性。

伺服焊槍的漸進(jìn)和預(yù)壓過程是影響焊接效率的兩個(gè)關(guān)鍵階段

提高焊接質(zhì)量軟接觸可實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品沖擊，還可以減小噪聲；高度的可重復(fù)性加壓；焊接中恒壓控制；焊接過程中壓力可實(shí)現(xiàn)調(diào)整；更穩(wěn)定的電極管理及控制等。

相對氣動(dòng)焊槍，伺服焊槍的漸進(jìn)和預(yù)壓過程是影響焊接效率的兩個(gè)關(guān)鍵階段。可編程電極行程和速度可以縮短同一工位上多個(gè)焊點(diǎn)的漸進(jìn)時(shí)間，也可以提高焊接生產(chǎn)率。以預(yù)壓為例進(jìn)行分析，氣動(dòng)焊槍和伺服焊槍在焊接過程中電極力的變化，假定達(dá)到設(shè)定預(yù)壓力，電極力將保持恒定。如表所示，伺服焊槍焊接的一個(gè)焊點(diǎn)可節(jié)省0.44s，以一臺(tái)轎車約3500～5000個(gè)焊點(diǎn)為例，將節(jié)省26～37min的焊接時(shí)間，生產(chǎn)率得到極大提高，車身焊裝線的生產(chǎn)能力大大提升。