焊接机器人介绍

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1焊接机器人的应用背景 (2)

1.1焊接机器人的概述 (2)

1.1.1焊接机器人的优点 (2)

1.1.2 焊接机器人的发展历史 (3)

1.2焊接行业中采用焊接机器人的重要性 (5)

1.3焊接机器人对车身焊接的现状 (5)

1.4某款微型汽车车身制造中机器人焊接与人工焊接的详细对比 (6)

1.4.1焊接机器人SPQRC (6)

1.4.2人工焊接SPQRC (7)

1.4.3对比总结 (8)

1.5微型汽车车身制造焊接工艺中需要注意的问题 (9)

1.6点焊使用中存在的问题 (10)

1.7焊接机器人在某条重卡装焊线上应用时存在的问题及经验汇总 (11)

2 焊接机器人使用中的共性关键技术 (12)

2.1焊缝跟踪技术与离线编程技术的研究 (12)

2.2焊接机器人焊接路径规划 (14)

2.3对多台焊接机器人及外围设备的协调控制技术的研究 (15)

2.4对焊接机器人采用弧焊电源的研究 (15)

2.5仿真技术及机器人用焊接工艺方法 (15)

2.6焊接工艺的制定 (16)

2.6.1焊接工艺的研究内容 (16)

2.6.2焊接工艺要素 (16)

2.7焊接机器人专用夹具的设计 (17)

焊接机器人介绍

1焊接机器人的应用背景

工业制造领域中应用最广泛的机器人是焊接机器人，特别是在汽车制造业中，机器人使用量约占全部工业机器人总量的30%，而其中的焊接机器人数量就占去50%左右。

焊接是现代机械制造业中必不可少的一种加工工艺方法，在汽车制造、工程机械、摩托车等行业中占有重要的地位。过去采用人工操作焊接加工是一项繁重的工作，随着许多焊接结构件的焊接精度和速度要求越来越高，一般工人已难以胜任这一工作。此外，焊接时的电弧、火花及烟雾等对人体会造成伤害，焊接制造工艺的复杂性、劳动强度、产品质量、批量等要求，使得焊接工艺对于自动化、机械化的要求极为迫切，实现机器人自动焊接代替人工操作焊接成为几代焊接人的理想和追求目标。汽车制造的批量化、高效率和对产品质量一致性的要求，使焊接机器人在汽车焊接中获得大量应用。汽车制造中的机器人自动焊接所占比重也超过建筑、造船、钢结构等其它行业，这也反映出汽车焊接生产所具有的自动化、柔性化、集成化的制造特征。焊接机器人是焊接自动化的革命性进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化生产方式。刚性自动化生产设备通常都是专用的，只适用于中、大批量的自动化生产，因而在很长一段时期内中、小批量产品的焊接生产中，仍然以手工焊接为主要的焊接方式，而焊接机器人的出现，使小批量产品自动化焊接生产成为可能。由于机器人具有示教再现功能，完成一项焊接任务只需要人给机器人作一次示教，随后机器人可精确的再现示教的每一步操作。如果需要机器人去作另一项工作，无需改变任何硬件，只要对机器人再作一次示教或编程即可，因此，在一条焊接机器人生产线上，可同时自动生产若不同产品。

1.1焊接机器人的概述

焊接机器人是集机械、计算机、电子、传感器、人工智能等多方面知识技术于一体的现代化、自动化设备。焊接机器人主要由机器人和焊接设备两大部分构成。机器人由机器人本体和控制系统组成。焊接设备以点焊为例，则由焊接电源、专用焊枪、传感器、修磨器等部分组成。此外，还有相应的系统保护装置。

1.1.1焊接机器人的优点

(1) 稳定和提高焊接质量，保证焊缝均匀性;

(2) 提高劳动生产率，一天可24小时连续工作:

(3) 改善工人劳动条件，可以在有毒、有害的环境下工作;

(4) 降低对工人操作技术的要求;

(5 )可实现小批量产品的焊接自动化;

(6) 能在空间站建设、核能设备维修、深水焊接等极限条件下完成人工无法或难以进行的焊接作业;

(7 )为焊接柔性生产线提供技术基础。

1.1.2 焊接机器人的发展历史

从二十世纪六十年代焊接机器人诞生和发展到现在，焊接机器人研究大致分为三代：第一代是指基于示教再现方式的焊接机器人，由于其操作简便、不需要环境模型，并且可以在示教时修正机械结构带来的误差，因此在焊接生产中得到大量的应用。第二代是指基于一定传感器传递信息的离线编程机器人，它得益于焊接传感技术和离线编程技术的不断改进和快速发展，目前这类机器人己经进入实际应用研究阶段。第三代是指具有多种传感器，在接收作业指令后可根据客观环境自行编程的高度适应性智能焊接机器人。

这一代机器人由于人工智能技术发展的滞后，目前正处于实验研究阶段。

随着计算机智能控制技术的不断发展进步，焊接机器人从单一的示教再现型向多传感器、智能化、柔性化加工方向发展必将是下一个目标。最近几十年来，随着焊接技术和其他科学技术的迅猛发展，出现了激光、电子束、等离子及气体保护焊等新的焊接方法以及高质量、高性能焊接材料的不断发展和完善，使得几乎所有的工程材料都能实现焊接。而且焊接自动化技术发展迅速，自动化焊接的生产方式越来越多的代替了手工焊接生产方式。在各种焊接技术及焊接系统中，以电子技术、信息技术及计算机技术综合应用为标志的焊接机械化、自动化系统乃至焊接柔性制造系统，是信息时代焊接技术的重要特点。实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化己成为必然趋势。

采用机器人焊接己成为焊接自动化技术现代化的主要标志。焊接机器人由于具有通用性强、工作可靠的优点，受到人们越来越多的重视。在焊接生产中采用机器人技术，可以提高生产率、改善劳动条件、稳定和保证焊接质量、实现小批量产品的焊接自动化。国外发达工业国家在制造业中应用工业机器人技术相当广泛，从上个世纪六十年代初焊接工业机器人刚诞生不久就开始应用机器人进行焊接加工，经过四十多年的技术发展和经验积累，不仅技术上相当成熟，而且在实际应用上也很