【編者按】隨著制造業(yè)勞動成本的上漲封锉，機(jī)器人產(chǎn)品價格的不斷下降痪寻，人們更加追求更舒適的工作條件缘缚，機(jī)器人的應(yīng)用每年遞增腥椒。工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)阿宅、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成笼蛛，是一種仿人操作洒放、自動控制、可重復(fù)編程伐弹、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備拉馋，特別適合于多品種變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定惨好、提高產(chǎn)品質(zhì)量煌茴，提高生產(chǎn)效率改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。

自從20世紀(jì)60年代初日川，人類創(chuàng)造了第一臺工業(yè)機(jī)器人以后蔓腐，工業(yè)機(jī)器人就顯示出它極大的生命力，在短短40多年的時間中龄句，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展回论，工業(yè)機(jī)器人已在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前畦洞，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)晴消、機(jī)械加工行業(yè)贰嚷、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)战决、食品工業(yè)泵位、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中窘燎，焊接機(jī)器人辙肿、裝配機(jī)器人、噴涂機(jī)器人及搬運機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用昂待。本文以下重點介紹焊接機(jī)器人诀甫。

焊接機(jī)器人

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，它主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分呜唁。其中哪蒙，機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成;而焊接裝備，以弧焊及點焊為例捻艳，則由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))驾窟、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成认轨。對于智能機(jī)器人，還應(yīng)配有傳感系統(tǒng)月培，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等嘁字。

1、點焊機(jī)器人的特點

由于采用了一體化焊鉗杉畜，焊接變壓器裝在焊鉗后面纪蜒，所以點焊機(jī)器人的變壓器必須盡量小型化。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流此叠，而對于容量較大的變壓器纯续，工業(yè)上已經(jīng)開始采用逆變技術(shù)把50Hz工頻交流變?yōu)?00～700Hz交流，使變壓器的體積減少灭袁、減輕猬错。變壓后可以直接用600～700Hz交流電焊接，也可以再進(jìn)行二次整流茸歧，用直流電焊接倦炒，焊接參數(shù)由定時器調(diào)節(jié)。目前晶会，新型定時器已經(jīng)微機(jī)化毁兼，因此機(jī)器人控制柜可以直接控制定時器，無需另配接口禀瓜。點焊機(jī)器人的焊鉗坝跃，用電伺服點焊鉗论燎，焊鉗的張開和閉合由伺服電機(jī)驅(qū)動，碼盤反饋鹅昭，使焊鉗的張開度可以根據(jù)實際需要任意選定并預(yù)置栖啰，而且電極間的壓緊力也可以無級調(diào)節(jié)。

電伺服點焊鉗具有如下優(yōu)點：

(1)每個焊點的焊接周期可大幅度降低吴钧，因為焊鉗的張開程度是由機(jī)器人精確控制的劫漠，機(jī)器人在點與點之間的移動過程，焊鉗就可以開始閉合;而焊完一點后宙娃，焊鉗一邊張開拄弯，機(jī)器人就可以一邊位移，不必等機(jī)器人到位后幻林，焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機(jī)器人再移動贞盯。

(2)焊鉗張開度可以根據(jù)工件的情況任意調(diào)整，只要不發(fā)生碰撞或干涉沪饺，可盡可能減少張開度躏敢，以節(jié)省焊鉗開度，節(jié)省焊鉗開合所占的時間整葡。

(3)焊鉗閉合加壓時件余，不僅壓力大小可以調(diào)節(jié)，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合遭居，可減少撞擊變形和噪聲啼器。

2、弧焊機(jī)器人的特點

弧焊機(jī)器人多采用氣體保護(hù)焊方法(MAG俱萍、MIG端壳、TIG)，通常的晶閘管式枪蘑、逆變式损谦、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機(jī)器人上作電弧焊咆上。由于機(jī)器人控制柜采用數(shù)字控制祝遗，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爷凫。

近年來疗涎，國外機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設(shè)備，在這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)插入相應(yīng)的接口板罪团，所以弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱理若。應(yīng)該指出的是，在弧焊機(jī)器人工作周期中嗤渔，電弧時間所占的比例較大涡似，因此在選擇焊接電源時霸篡，一般應(yīng)按持續(xù)率100%來確定電源的容量。送絲機(jī)構(gòu)可以裝在機(jī)器人的上臂上怨怒，也可以放在機(jī)器人之外吹毫，前者焊槍到送絲機(jī)之間的軟管較短筝闹，有利于保持送絲的穩(wěn)定性大刊，而后者軟管校長队询，當(dāng)機(jī)器人把焊槍送到某些位置潭均，使軟管處于多彎曲狀態(tài)，會嚴(yán)重影響送絲的質(zhì)量房包，所以送絲機(jī)的安裝方式一定要考慮保證送絲穩(wěn)定性的問題瞳收。

3涮阔、焊接機(jī)器人應(yīng)用中存在的問題和解決措施

(1)出現(xiàn)焊偏問題：可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現(xiàn)問題叮盘。這時秩贰，要考慮TCP(焊槍中心點位置)是否準(zhǔn)確，并加以調(diào)整柔吼。如果頻繁出現(xiàn)這種情況就要檢查一下機(jī)器人各軸的零位置毒费，重新校零予以修正。

(2)出現(xiàn)咬邊問題：可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)愈魏、焊槍角度或焊槍位置不對觅玻，可適當(dāng)調(diào)整。

(3)出現(xiàn)氣孔問題：可能為氣體保護(hù)差蝌戒、工件的底漆太厚或者保護(hù)氣不夠干燥串塑，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整就可以處理。

(4)飛濺過多問題：可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)北苟、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長，可適當(dāng)調(diào)整機(jī)器功率的大小來改變焊接參數(shù)琉枚，調(diào)節(jié)氣體配比儀來調(diào)整混合氣體比例酌涮，調(diào)整焊槍與工件的相對位置。

(5)焊縫結(jié)尾處冷卻后形成一弧坑問題：可編程時在工作步中添加埋弧坑功能更鼻，可以將其填滿丑炒。

4、在焊接過程中措铸，機(jī)器人系統(tǒng)常見的故障

(1)發(fā)生撞槍：可能是由于工件組裝發(fā)生偏差或焊槍的TCP不準(zhǔn)確芬阀，可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。

(2)出現(xiàn)電弧故障废含，不能引环斫ァ：可能是由于焊絲沒有接觸到工件或工藝參數(shù)太小，可手動送絲锰玩，調(diào)整焊槍與焊縫的距離揭斥，或者適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)凝估。

(3)保護(hù)氣監(jiān)控報警：冷卻水或保護(hù)氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護(hù)氣管路眶衙。

5甜奄、焊接機(jī)器人的編程技巧

(1)選擇合理的焊接順序，以減小焊接變形窃款、焊槍行走路徑長度來制定焊接順序课兄。

(2)焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑晨继、安全烟阐。

(3)優(yōu)化焊接參數(shù)，為了獲得最佳的焊接參數(shù)踱稍，制作工作試件進(jìn)行焊接試驗和工藝評定曲饱。

(4)采用合理的變位機(jī)位置、焊槍姿態(tài)珠月、焊槍相對接頭的位置扩淀。工件在變位機(jī)上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度啤挎，就要求編程時不斷調(diào)整變位機(jī)驻谆，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達(dá)到水平位置。同時庆聘，要不斷調(diào)整機(jī)器人各軸位置胜臊，合理地確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度商寝。工件的位置確定之后筝便，焊槍相對接頭的位置必須通過編程者的雙眼觀察，難度較大愁淀。這就要求編程者善于總結(jié)積累經(jīng)驗匆力。

(5)及時插入清槍程序，編寫一定長度的焊接程序后曙椎，應(yīng)及時插入清槍程序龟些，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導(dǎo)電嘴，保證焊槍的清潔卤诗，提高噴嘴的壽命棘扯，確保可靠引弧事晶、減少焊接飛濺肤币。

(6)編制程序一般不能一步到位，要在機(jī)器人焊接過程中不斷檢驗和修改程序愁反，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等延届，才會形成一個好程序剪勿。

結(jié)束語

隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)焊接產(chǎn)品制造的自動化方庭、柔性化與智能化已成為必然趨勢厕吉。目前，采用機(jī)器人焊接已成為焊接自動化技術(shù)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志械念。焊接機(jī)器人由于具有通用性強(qiáng)头朱、工作可靠的優(yōu)點，受到了人們越來越多的重視龄减。

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