焊接工业机器人论文报告

焊接工业机器人论文报告

机械卓越1102 游华栋

（1.江阴宇博科技，江苏省江阴市邮编214400；）

摘要：工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。是要在多学科知识的综合应用方面，强化机器人技术应用能力的培养，以满足机械类应用型高级人才的培养。结合有关文献对焊接机器人的机械结构、电机驱动、运动学计算、控制技术、传感器、轨迹规划与编程操作等应用进行系统解构。机器人技术代表了机电一体化技术的最够研究成果，涉及机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论、自动控制技术及人工智能等多门学科，当代科学技术发展最活跃的领域之一。

关键词：焊接机器人；结构设计；控制方式；感觉系统；

Welding industrial robot reports HUADONG YOU

(YUBO Technology Co., Ltd. ,Jiangyin, ,JiangYin province, 214400, china)

Abstract:The industrial robot is a multi joint manipulator for industrial areas or more degrees of freedom

robot. Industrial robot is automatically performing work machine equipment, a machine that is controlled by its own power and ability to achieve the various functions. It can accept human command, and can also be run in accordance with the procedures of pre-arranged, modern industrial robots can also make according to the principles of the programme of action of the artificial intelligence technology. Is to be in the integrated application of multi subject knowledge, strengthen the training of application ability of robot technology, in order to meet the training applied talents of machinery. Based on relevant documents of a welding robot mechanical structure, the motor drive, kinematics, control technology,sensor, trajectory planning

and programming operation application system deconstruction. Robot technology represents the mechatronics technology enough research results related to mechanical engineering, electronic technology, computer technology, automatic control theory, automatic control of multi discipline technology and artificial intelligence, one of the most active fields of contemporary science and technology development.

正文：

我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。到80年代中期，全国没有一台工业机器人问世。而在国外，工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。在国家的组织和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。本文以中等篇幅来介绍我国焊机机器人的发展、及其简单结构、操纵原理等等。

经过近10年的努力，我国在机器人焊装夹具设计方面积累了较丰富的经验，机器人周边设备实现了标准化，具有年产300余套焊接机器人工作站的能力。可以说国内的系统集成商在机器人工作站及简单的焊装线的设计开发方面具有了与国外系统集成商抗衡的能力，近几年为国内汽车零部件等企业提供了大量的机器人焊接系统。

虽然机器人问世已经几十年，但目前关于机器人仍然没有统一、严格、准确的定义。其原因就是机器人还在发展，新的机型不断涌现，机器人可实现的功能不断增多。目前大多数国家倾向于美国机

器人工业协会给出的定义：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专业装置，通过可编程序来执行任务并具有编程能力的多功能机械手。这个定义实际针对的是工业机器人。

早期的焊接自动化程度低，基本是手工操作，产品质量不稳定，甚至出现某个产品只能由某个人或几个人完成的情况。手工操作手操作人员情绪等个人状态的影响，产品质量不稳定，所以企业要尽量拜托这种队专门人员的依赖，采用自动化的机器和设备来提高产量及效率。

采用机器人焊接，具有如下优点：

①易于实现焊接产品质量的稳定和提高，保证其均一性；

②提高生产率，一天可24小时连续生产，机器人不会疲倦；

③改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；

④降低对工人操作技术难度的要求；

⑤缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资；

⑥可实现小批量产品焊接自动化；

⑦可作为数字化制造的一格环节。

一、机构分析：

焊接机器人的构造是比较复杂的，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，如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。

图1（a)

图1（b）

焊接用机器人基本上都属于关节机器人，绝大部分有6个轴。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式：一种为平行四边形结构，一种为侧置式（摆式）结构，如图2a、b所示。侧置式（摆式）结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，是机器人的工作空间几乎能达到一个球体。