所謂弧焊機(jī)器人割扬，一般指6軸機(jī)器人本體鳖悠，夾持重量為6KG拓瞪；另外篇瀑，還應(yīng)包括一套控制系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)（焊接電源厨朗、焊槍及水冷系統(tǒng)、焊接軟件系統(tǒng)等）看剃。其它：起始點(diǎn)尋找淀然、焊縫跟蹤等，需要特殊訂貨秋豌。為完成一項(xiàng)弧焊機(jī)器人工程悔琉，除需要弧焊機(jī)器人以外，還需要實(shí)用的周邊設(shè)備劲旗“ィ弧焊機(jī)器人與周邊設(shè)備組成的系統(tǒng)，稱弧焊機(jī)器人集成系統(tǒng)常孕。

 周邊設(shè)備的設(shè)計(jì)依據(jù)是上機(jī)焊接的工件网赤，由于焊件的差異很大，需要的周邊設(shè)備的差異也就很大逐会，繁簡(jiǎn)不一族延。從焊件的焊接要求分析，周邊設(shè)備的用途大致可分為三種類型献酗。

 其一寝受，簡(jiǎn)易型，周邊設(shè)備僅用來(lái)支持機(jī)器人本體和裝夾焊件凌摄，如：C型架羡蛾、平臺(tái)以及夾具等漓帅。

 其二锨亏， 工位變換型， 該型除具有上述功能外忙干，還具有工位變換功能器予。其周邊設(shè)備除具有上述裝置外浪藻，還可能包括單、雙回轉(zhuǎn)和傾翻%回轉(zhuǎn)式變位機(jī)等乾翔；

 其三爱葵， 協(xié)調(diào)焊接型,  該型除具有上述功能外，還具有協(xié)調(diào)焊接功能反浓。其周邊設(shè)備除具有上述設(shè)備外萌丈，還可能包括一個(gè)或多個(gè)做成外部軸的變位機(jī)、龍門架及滑板峡哥、地軌及滑板等庭走。弧焊機(jī)器人是成熟烙昼、標(biāo)準(zhǔn)荸凸、批量生產(chǎn)的高科技產(chǎn)品，價(jià)格不貴泛红。但設(shè)計(jì)一項(xiàng)弧焊機(jī)器人集成系統(tǒng)一恃，  其上述周邊設(shè)備是非標(biāo)準(zhǔn)的。這些設(shè)備需要專業(yè)設(shè)計(jì)和非標(biāo)產(chǎn)品制造麻镶，其價(jià)格是比較昂貴的桨檬。在結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)上，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)一方面要裝備弧焊機(jī)器人端葵，進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量阴迹；另一方面要減少設(shè)備投資，降低產(chǎn)品本錢年粟。這是企業(yè)家考慮的事俭疤。

 另外，從技術(shù)方面考慮缔俄，購(gòu)置機(jī)器人不能脫離企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀弛秋。采用機(jī)器人焊接的前道工序，下料精度俐载，組對(duì)精度都有嚴(yán)格要求蟹略。假如達(dá)不到要求，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人應(yīng)用失敗遏佣。尤其是復(fù)雜焊件挖炬，題目更比較突出。

 從現(xiàn)實(shí)技術(shù)和優(yōu)化投資的角度綜合考慮状婶，提出了發(fā)展意敛、裝備經(jīng)濟(jì)型弧焊機(jī)器人集成系統(tǒng)的思路。這種思路于九十年代在某合資企業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用膛虫。

 工程機(jī)械行業(yè)電子集成系統(tǒng)中弧焊機(jī)器人的應(yīng)用

 工程機(jī)械行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一草姻，始建于1961年钓猬。在六、七十年代撩独，工程機(jī)械分為八大類草悦。自“七五”以后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)匠凤、國(guó)防建設(shè)的發(fā)展蝠兽， 給工程機(jī)械提供了較大的發(fā)展空間，產(chǎn)品品種厂跋、產(chǎn)量均有大幅度增長(zhǎng)督阿。中國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)把工程機(jī)械擴(kuò)展到18類122組產(chǎn)品，形成了18個(gè)協(xié)會(huì)分支埂伺，會(huì)員單位約1000個(gè)生產(chǎn)廠家畴制。本文所討論的題目?jī)H涉及到工程機(jī)械行業(yè)的主要企業(yè)，即：挖掘機(jī)械夭掸、裝載機(jī)译快、推土機(jī)和工程起重機(jī)等生產(chǎn)廠家。在“八五”期間呢烦，由部委專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持攻内，一些裝載機(jī)、推土機(jī)廠家裝備了焊接機(jī)器人集成系統(tǒng)和柔性生產(chǎn)線闻蛀。

 1匪傍、機(jī)器人電子集成系統(tǒng)裝備和應(yīng)用的基本情況

 擁有弧焊機(jī)器人集成系統(tǒng)的廠家約20余家。其中觉痛，裝載機(jī)行業(yè)大約9家役衡，推土機(jī)行業(yè)5家，工程起重機(jī)行業(yè)大約3家薪棒，挖掘機(jī)行業(yè)大約5家手蝎。其中，包括多條弧焊機(jī)器人柔性生產(chǎn)線俐芯。這些弧焊機(jī)器人電子集成系統(tǒng)棵介，全部是進(jìn)口的。包括：igm吧史、cloos邮辽、ABB及3K（安川）等廠家的產(chǎn)品。設(shè)備購(gòu)置系統(tǒng)用度很高贸营，一個(gè)焊接單400－500萬(wàn)元吨述；一條柔性生產(chǎn)線1500－3000萬(wàn)元。昂貴的設(shè)備投資，應(yīng)用情況基本為不理想厚较。相比之下，一些外資企業(yè)港苗，要么沒有裝備焊接機(jī)器人蚤岗；要么裝備的焊接機(jī)器人，應(yīng)用效果很好陌贪。

應(yīng)用的具體情況如下：

（1）幾條焊接機(jī)器人柔性生產(chǎn)線变硬，全部不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。較好的生產(chǎn)線想触，做單機(jī)使用粱宝；應(yīng)用比較差的生產(chǎn)線，差到千余萬(wàn)元的設(shè)備晾充，一次沒有應(yīng)用玖膨；

（2）弧焊機(jī)器人單機(jī)也沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。使用較好的崭湾， 可焊率達(dá)到設(shè)計(jì)要求的40－50％赛邢，或20－30％應(yīng)用差的，差到幾百萬(wàn)元的設(shè)備沒有應(yīng)用猛蔽；

（3）挖掘機(jī)動(dòng)臂中段剥悟、斗桿逾冬、履帶架馆铁、中間架環(huán)縫填帽；裝載機(jī)橋殼碍逐、動(dòng)臂牛隅；推土機(jī)臺(tái)車架（履帶架）等均壳。在焊縫分布復(fù)雜的中厚板焊件焊接上减途，采用機(jī)器人焊接捎废，尚未看到應(yīng)用較好的例子种玛。如裝載機(jī)的前車架胀糜，大約可焊率僅能達(dá)不到20％－50％，需要二次上變位機(jī)焊接

  2蒂誉、焊接機(jī)器人應(yīng)用效果不良的原因

 首先教藻，在工藝設(shè)計(jì)中，對(duì)設(shè)備選型沒有深進(jìn)研究右锨，以為機(jī)器人是“萬(wàn)能”的括堤。選擇的焊件，焊縫分布復(fù)雜绍移，機(jī)器人難以適應(yīng)沛专。一個(gè)焊件，幾十道甚至百道焊道啤盯，即使機(jī)器人具有起始點(diǎn)尋找和跟蹤功能讯翎，由于待焊焊道的偏差嫉簿，機(jī)器人在完成焊接20％－30％，多者40％－50％焊接以后最勤，夾持的焊槍就可能偏離焊道了封鹦。有這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)，要求用一條機(jī)器人柔性焊接生產(chǎn)線坚矢，完成推土機(jī)幾個(gè)大焊件的焊接晾游，這幾乎是不可能的。

  其次翁纵，焊坯制造精度低丽信。焊接的前序，存在兩個(gè)題目：一是下料精度低沐恨，達(dá)不到要求物忠；二是組對(duì)（焊坯的拼裝、點(diǎn)焊）設(shè)備精度低狡忙。由于切割下料的熱變形两芳，焊件的板坯誤差較大。下道工序又在低精度的搭焊模（拼點(diǎn)機(jī)或焊胎）上組對(duì)去枷、制坯怖辆。這樣， 生產(chǎn)的焊坯删顶，其待焊焊縫的“互換”性很差竖螃，滿足不了示教精度要求。筆者目睹逗余，某主梁6條主要待焊焊道的間隙特咆，大小相差約10mm之多。進(jìn)口的機(jī)器人录粱，就在車間里腻格，沒法使用。

經(jīng)濟(jì)型弧焊機(jī)器人及其應(yīng)用

 1啥繁、經(jīng)濟(jì)型弧焊機(jī)器人集成系統(tǒng)

   所謂經(jīng)濟(jì)型弧焊機(jī)器人集成系統(tǒng)是價(jià)格便宜的系統(tǒng)菜职。假如一個(gè)焊接工作單元，由一臺(tái)焊接機(jī)器人和一臺(tái)或兩臺(tái)焊接變位機(jī)組成头熏，價(jià)格在百萬(wàn)之內(nèi)睬漩，這個(gè)價(jià)格是非經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人系統(tǒng)的1/3－1/5，可稱經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)转挽。主要用在焊縫分布簡(jiǎn)單漫诬，焊接工作量大，焊接勞動(dòng)強(qiáng)度大、焊接環(huán)境惡劣的工件胀垃。

  一般焊接機(jī)器人要求周邊設(shè)備的傳動(dòng)精度偏高癣偶，如要求變位機(jī)傳動(dòng)精度1米直徑，容差±0.15（±1’）据滑。而普通的回轉(zhuǎn)支承恃楔，1米直徑的徑向跳動(dòng)量， 超過(guò)0.3mm普通減速機(jī)的傳動(dòng)間隙也達(dá)不到要求速袁。這些要求是可以放寬的协固，我們用普通電機(jī)溢傅、減速機(jī)和回轉(zhuǎn)支承作成的變位機(jī)绳匀， 與機(jī)器人組成的集成系統(tǒng)已經(jīng)在外資公司服役七年， 仍在正常工作炸客。證實(shí)這種經(jīng)濟(jì)型的設(shè)備是實(shí)用的疾棵。 2、典型應(yīng)用實(shí)例

 （1）傾翻回轉(zhuǎn)式變位機(jī)－機(jī)器人自動(dòng)焊接系統(tǒng)

    這個(gè)系統(tǒng)由傾翻回轉(zhuǎn)調(diào)速式變位機(jī)痹仙、焊接機(jī)器人和plc 集中控制系統(tǒng)等組成是尔。

  變位機(jī)的兩套傳動(dòng)系統(tǒng)，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)加編碼器开仰，傾翻工位變換拟枚，采用行程開關(guān)。這套系統(tǒng)的控制,由兩套控制系統(tǒng)組成众弓，除焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)外恩溅，還另做一套變位機(jī)的PLC控制系統(tǒng)。在作業(yè)過(guò)程中谓娃，兩控制系統(tǒng)信息交換脚乡，協(xié)調(diào)工作。

  變位機(jī)的功能有二滨达，其一奶稠， 工位變換，工作臺(tái)的工位為0°恃打、45° 钟唯、90°；其二市缠，回轉(zhuǎn)傳動(dòng)為交流變頻調(diào)速系統(tǒng)掏谎，滿足環(huán)焊縫焊接速度要求， 焊接過(guò)程可無(wú)人操縱钮瘪。

   這個(gè)系統(tǒng)也可以做成焊接專機(jī)系統(tǒng)（變位機(jī)1操縱機(jī)）锄菊。假如專機(jī)系統(tǒng)沒有焊槍跟蹤、擺動(dòng)，焊接過(guò)程需要人工時(shí)實(shí)監(jiān)控占犹、跟蹤诞昧。機(jī)器人系統(tǒng)解決了專機(jī)不能解決的全部題目（2）雙坐單回轉(zhuǎn)式變位機(jī)－機(jī)器人自動(dòng)焊接系統(tǒng)

   這個(gè)系統(tǒng)由變位機(jī)、焊接機(jī)器人及落地滑板（外部軸）等組成理币。變位機(jī)為單回轉(zhuǎn)式步嘹，回轉(zhuǎn)傳動(dòng)加編碼器。變位機(jī)的功能為回轉(zhuǎn)定8個(gè)工位聋亡。變位機(jī)不參與協(xié)調(diào)焊接肘习。這套變位機(jī)－焊接機(jī)器人系統(tǒng),配焊接機(jī)器人的工位變換變位機(jī)，有立式和臥式兩類產(chǎn)品坡倔，工位數(shù)可有2漂佩、4、8等罪塔⊥恫酰基本原理與上述產(chǎn)品大致相同。8工位的變位機(jī)征堪，機(jī)器人發(fā)給變位機(jī)的轉(zhuǎn)角指令為3bit信號(hào)瘩缆，  由000、001佃蚜、011庸娱、100、101谐算、110熟尉、111構(gòu)成八種工作狀態(tài)。這個(gè)用普通電機(jī)匙杏、減速機(jī)模朋、編碼器做成的工位變換系統(tǒng)很多。根據(jù)配套的焊接機(jī)器人不同和工件不同充陷，設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)也不同谆府。對(duì)薄板焊接件，不能跟蹤徊儿，其工位定位還可加氣動(dòng)銷灯趁。對(duì)中厚板焊件的工位定位，不需要那么嚴(yán)格泼剩，傳動(dòng)到位即可稼炉。如， 挖掘機(jī)履帶架瓜释、斗桿草嫉、動(dòng)臂中段焊接等阎敬，均獲得成功。

 關(guān)于裝備焊接機(jī)器人電子集成系統(tǒng)的思考

 （1）支持發(fā)展經(jīng)濟(jì)型焊接機(jī)器人電子集成系統(tǒng)症慰。在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中魄帽，總體工藝水平外資高于內(nèi)資企業(yè)。外資企業(yè)的焊接機(jī)器人裝備情況凯傲，不如內(nèi)資企業(yè)（大犬辰、中型）裝備率高。但某外資企業(yè)采用了經(jīng)濟(jì)型焊接機(jī)器人集成系統(tǒng)冰单，比較經(jīng)濟(jì)幌缝、公道，這是值得鑒戒的經(jīng)驗(yàn)诫欠。

 （2）公道選擇應(yīng)用對(duì)象涵卵。應(yīng)當(dāng)選擇焊接工作量大，焊縫分布簡(jiǎn)單（如,長(zhǎng)直呕诉、圓周環(huán)焊縫等）的工件缘厢，作為機(jī)器人焊接工件吃度。就目前的產(chǎn)業(yè)水平而言甩挫，普通數(shù)控切割下料，普通的裝焊工藝椿每，裝備焊接機(jī)器人柔性生產(chǎn)線是不實(shí)際的伊者。在我國(guó)，迄今為止砂腰，弧焊機(jī)器人系統(tǒng)托津，購(gòu)置不少。用在中厚板復(fù)雜焊件焊接上潘娄，尚無(wú)成功范例嚎姨。復(fù)雜焊件或焊縫分布復(fù)雜的焊件，大量采用變位機(jī)焊接是公道的持拐。

 （3）焊接機(jī)器人應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)工程勘职。結(jié)構(gòu)件焊接水平應(yīng)與下料、組對(duì)等生產(chǎn)工藝水平同步進(jìn)步啰哪。某外資企業(yè)略菜，板材下料已經(jīng)采用多臺(tái)激光切割機(jī)；   組對(duì)采用高精度“搭焊那直Γ”－拼點(diǎn)機(jī)池粘。也有不少企業(yè)，已經(jīng)采用水等離子和精細(xì)等離子下料省喝。

  （4）周邊設(shè)備的高精度要求有待研究胆誊。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人有著廣泛的用途一死，不僅僅用在焊接上。而焊接機(jī)器人的周邊設(shè)備就是用在焊接上傻唾。周邊設(shè)備的精度要求應(yīng)與焊件和焊縫的精度要求相匹配摘符。按著這種思路，周邊設(shè)備的制造精度可以適當(dāng)降低要求策吠，降低造價(jià)逛裤。而且，實(shí)踐證實(shí)是可行的猴抹。

   焊接機(jī)器人的應(yīng)用带族，與產(chǎn)品批量、勞動(dòng)力本錢蟀给、勞動(dòng)保護(hù)及工件質(zhì)量要求有關(guān)蝙砌。進(jìn)進(jìn)中國(guó)的外資企業(yè)，按中國(guó)勞動(dòng)力本錢計(jì)算跋理，一些企業(yè)并沒有裝備弧焊機(jī)器人择克。某些企業(yè)采用焊接機(jī)器人，也是用在簡(jiǎn)單前普、量大的焊件上肚邢，采用了“經(jīng)濟(jì)型焊接機(jī)器人集成系統(tǒng)”。這些經(jīng)驗(yàn)麦荸，不僅值得工程機(jī)械行業(yè)的廠家鑒戒苛每，其它行業(yè)的廠家也可以參考。

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