现代工业机器人在焊接领域的广泛应用

　　焊接机器人是指从事焊接的工业机器人，包括切割与喷涂。英文名：weldingrobot，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

　　韩国现代重工生产的的焊接机器人

　　随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，无锡丹佛数控装备机械科技有限公司提供的韩国现代自动焊接机器人系统集成工作站，从80年代开始用于生产以来，其技术已日益成熟，主要有以下优点：

　　1)稳定和提高焊接质量;

　　2)提高劳动生产率;

　　3)改善工人劳动强度，可在有害环境下工作;

　　4)降低了对工人操作技术的要求;

　　5)缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。

　　因此，在各行各业已得到了广泛的应用。

　　焊接机器人组成

　　焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激视觉系统及其控制装置等。

　　点焊机器人的基本功能

　　点焊对焊接机器人的要求不是很高。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求，这也是为什么一些机器人厂家只能生产焊接机器人的原因，而无锡丹佛数控装备机械科技有限公司推荐的韩国现代重工机器人，不但可以在焊接工作站中达到精度高焊接表面平整，而且在搬运机器人、冲压机器人、涂装机器人都得到了广泛的应用，这才是真正体现一个机器人生产企业能力与实力的有力表现。韩国现代点焊用机器人不仅有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。

　　点焊机器人的焊接装备

　　点焊机器人的焊接装备，由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600～700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接。焊接参数由定时器调节，。新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，通常用气动的焊钳，气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。近年来出现一种新的电伺服点焊钳，如图4所示。焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。而且电极间的压紧力也可以无级调节。这种新的电伺服点焊钳具有如下优点：

　　1)每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人精确控制的，机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合;而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可以一边位移，不必等机器人到位后焊钳才闭会或焊钳完全张开后机器人再移动;

　　2)焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度，以节省焊钳开度，以节省焊钳开合所占的时间。

　　3)焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，减少撞击变形和噪声。

　　焊接机器人的维护保养

　　一.日检查及维护

　　1.送丝机构。包括送丝力距是否正常，送丝导管是否损坏，有无异常报警。2.气体流量是否正常。3.焊枪安全保护系统是否正常。(禁止关闭焊枪安全保护工作)4.水循环系统工作是否正常。5.测试TCP(建议编制一个测试程序，每班交接后运行)

　　二.周检查及维护

　　1.擦洗机器人各轴。2.检查TCP的精度。3.检查清渣油油位。4.检查机器人各轴零位是否准确。5.清理焊机水箱后面的过滤网。6.清理压缩空气进气口处的过滤网。7.清理焊枪喷嘴处杂质，以免堵塞水循环。8.清理送丝机构，包括送丝轮，压丝轮，导丝管。9.检查软管束及导丝软管有无破损及断裂。(建议取下整个软管束用压缩空气清理)10.检查焊枪安全保护系统是否正常，以及外部急停按钮是否正常。

　　三.月检查及维护

　　1.润滑机器人各轴。其中1—6轴加白色的润滑油。油号86E006。2.RP变位机和RTS轨道上的红色油嘴加黄油。油号：86K0073.RP变位机上的蓝色加油嘴加灰色的导电脂。油号：86K0044.送丝轮滚针轴承加润滑油。(少量黄油即可)5.清理清枪装置，加注气动马达润滑油。(普通机油即可)6.用压缩空气清理控制柜及焊机。7.检查焊机水箱冷却水水位，及时补充冷却液(纯净水加少许工业酒精即可)8.完成1—8项的工作外，执行周检的所有项目。

　　四.焊接机器人的维护保养工作由操作者负责，其中人员分配如下：

　　每次保养必须添写保养记录，设备出现故障应及时汇报给维修，并详细描述故障出现前设备的情况和所进行的操作，积极配合维修人员检修，以便顺利恢复生产!公司对设备保养情况将进行不定期抽查。建议操作者在每班交接时仔细检查设备完好状况，记录`好各班设备运行情况。

　　焊接机器人工作站(单元)

　　如果工件在整个焊接过程中无需变位，就可以用夹具把工件定位在工作台面上，这种系统既是最简单不过的了。但在实际生产中，更多的工件在焊接时需要变位，使焊缝处在较好的位置(姿态)下焊接。对于这种情况，变位机与机器人可以是分别运动，即变位机变位后机器人再焊接;也可以是同时运动，即变位机一边变位，机器人一边焊接，也就是常说的变位机与机器人协调运动。这时变位机的运动及机器人的运动复合，使焊枪相对于工件的运动既能满足焊缝轨迹又能满足焊接速度及焊枪姿态的要求。实际上这时变位机的轴已成为机器人的组成部分，这种焊接机器人系统可以多达7-20个轴，或更多。最新的机器人控制柜可以是两台机器人的组合作12个轴协调运动。其中一台是焊接机器人、另一台是搬运机器人作变位机用。

　　焊接机器人在汽车生产中应用

　　焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量，因而甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的运动时间也大为缩短。该公司最近推出一种高度低的点焊机器人，用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起，共同对车体上部进行加工，从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接，板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境。