6焊接机器人系统
焊接机器人说明书
焊接机器人说明书一、产品概述我们的焊接机器人是一款高效、精确且易于操作的自动化设备，专为工业制造过程中的焊接工作而设计。
通过先进的计算机视觉和深度学习技术，焊接机器人能够识别并跟踪焊接目标，实现高质量的焊接效果。
二、产品特点1、高精度：焊接机器人配备高精度的激光传感器和先进的运动控制系统，可以精确地跟踪和定位焊接目标，确保焊接质量的稳定性和一致性。
2、自动化：焊接机器人能够自动完成复杂的焊接流程，大大减少了人工干预和操作时间，提高了生产效率。
3、远程监控：通过无线网络连接，用户可以在远程监控焊接机器人的工作状态，随时了解焊接进程并进行调整。
4、易于操作：焊接机器人配备直观的用户界面，操作简单易懂，方便非专业人员快速上手。
三、使用步骤1、打开焊接机器人并启动：按下电源开关，等待机器人启动完成。
2、设置工作参数：根据实际需要，用户可以在控制面板上设置各种工作参数，如焊接速度、电弧长度等。
3、校准机器人：为确保焊接机器人的准确性，每次使用前需要进行校准。
用户应按照说明书的指示进行操作。
4、开始焊接：当所有参数设置完成后，用户可以按下开始按钮，机器人将自动进行焊接工作。
5、监控和调整：用户应时刻焊接进程，根据需要调整工作参数以确保焊接质量。
6、结束工作：当焊接完成后，用户应关闭机器人并清理工作现场。
四、注意事项1、请在安全环境下使用焊接机器人，避免在潮湿、高温或极寒环境中使用。
2、请确保机器人连接的电源稳定，防止电压波动导致设备损坏。
3、使用过程中如遇到问题，请立即停止使用，专业人员进行维修。
焊接机器人系统说明书一、概述本说明书旨在为使用焊接机器人系统的用户提供详细的操作指南和维护方法。
焊接机器人系统是一种高效、精确且可靠的自动化焊接设备，适用于各种工业制造领域的焊接工作。
通过本说明书，您将了解如何正确设置、操作和维护焊接机器人系统，以确保其正常运行并延长使用寿命。
二、设备组成焊接机器人系统主要由以下几部分组成：1、机器人本体：包括机械臂、关节、移动装置等。
焊接工业机器人系统安装调试流程参考
焊接工业机器人系统安装调试流程参考1．发货前重点检查项目。
此项检查的前提是，货物已经QC过，并已入库。
1.1安装所需的耗材。
（清单自列）1.2调试所需的耗材。
（焊接部分采购清单）1.3随机备件和随机文档资料。
（焊接部分采购清单和技术协议）1.4安装调试所需的工具，包括起吊用具。
（清单自列）重点：在检查前，先准备好清单，按单检查。
设备打包装箱时，注明每箱里所装的详细物品，避免出现安装时找不到所需的物品。
明确收货人及其联系方法。
2．客户现场的卸货。
2.1提前通知客户请将卸货场地和安装场地准备并清理好(很多情况都是同一块场地)。
2.2最大程度的小心谨慎的卸货，并摆放整齐。
2.3若场地安装线已提前划好，可以直接卸货至安装位置。
重点：摆放位置应考虑方便叉车叉货，设备的安装前后顺序及安全性。
3．安装3.1检查安装现场的供电，供气，地基，起吊装备，确认客户方的项目负责人并取得良好通畅的联系。
3.2清理场地（达到公司车间地面标准），按系统布局图在地基上绷好安装尺寸线，在设备上划好安装基准线。
开始逐项吊装。
3.2.1龙门架，向你的老师学习技巧和经验。
3.2.1.1发货前，要将各轴移至适合吊装和运输的位置，并固定。
3.2.1.2在立柱初始定位后，要检验立柱之间上端面调高螺栓安装孔的孔距，确保龙门架大梁可以正确顺利安装。
3.2.1.3龙门架起吊，最好使用起吊螺纹孔+相匹配的可旋转吊耳（螺纹要旋到底）+U型吊环，禁止使用起吊螺纹孔+固定环形吊耳，尽量避免使用钢丝绳直接穿过起吊孔（会破坏油漆，如果使用钢丝绳直接穿过起吊孔，一定要垫好纸壳或其它较厚的软布）。
视X轴的长度，选用4个或更多起吊螺纹孔。
最好使用4根或4根以上的钢丝绳起吊（每根钢丝绳都是一头连接行车吊钩，一头连接龙门架），这样可避免龙门架在起吊的过程中出现滑动。
3.2.1.4龙门架安装完毕，要用水平仪进行水平的调整（注意检验必须在螺纹已紧固的条件下进行）。
3.2.1.5检查零点装置，加注导轨润滑油。
学习任务六 焊接机器人
学习任务六典型焊接接头的编程与焊接学习目标1.掌握弧焊机器人系统的特点。
2.掌握机器人之间的协调配合操作方法。
3.了解孤焊机器人的编程步骤。
4.正确理解弧焊机器人程序指令。
5.能准确掌握焊接机器人的手动操作。
6.正确选择合适的焊接工艺参数。
7.养成团结协作的团队意识。
建议学时120学时工作情景描述由于焊件的结构及使用条件不同，焊接接头形式和坡口形式也不同，焊接接头形式有对接接头、T 形接头、角接接头、搭接接头、十字接头、端接接头、套管接头、卷边接头及锁底接头等，常用的有对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头。
使用弧焊机器人时，需要在焊接之前把工件装配好，再选择合适的夹具将其固定后才能进行编程和焊接。
工作流程与活动本项目以OTC焊接机器人为例，进行焊机机器人编程与操作，根据实际情况对板材进行划线、下料、组装、焊接、检测等环节，在工作过程中，严格按照“7S”的工作要求进行加工生产。
学习活动1 平板编程与堆焊学习活动2 T型接头的编程与焊接学习活动3 平板对接接头的编程与焊接学习活动4 圆管对接接头的编程与焊接学习活动1 平板编程与堆焊学习目标：1.掌握CO2气体保护焊的焊接工艺参数设置；2.学会焊接机器人的插补方式；3.熟练操作焊接机器人手臂；4.熟练设置焊接机器人工艺参数。
学习过程一、任务导入图6-1 焊接试件图二、任务分析在平板表面进行堆焊是最简单的焊接方式，无论是手工操作还是自动焊接，都是最容易实现的。
本任务要求在低碳钢板表面平敷堆焊不同宽度的焊缝，练习各种焊接参数的选择。
三、任务准备（一）知识准备1.CO2焊工艺CO2焊熔滴过渡一般包括短路过渡和细滴过渡两种。
短路过渡工艺采用细焊丝、小电流和低电压。
焊接时，熔滴细小而过渡频率高，飞溅小，焊缝成形美观。
短路过渡工艺主要用于焊接薄板及全位置焊接。
细滴过渡工艺采用较粗的焊丝，焊接电流较大，电弧电压也较高。
焊接时，电弧是连续的，焊丝熔化后以细滴形式进行过渡，电弧穿透力强，母材熔深大。
六自由度焊接机器人设计
毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1 绪论 (2)1.1 课题研究的目的和意义 (4)1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势 (5)1.3 本次设计主要完成的工作 (7)2 焊接机器人总体方案确定 (7)2.1 总体传动方案 (7)2.2 驱动方式选择 (7)2.3 各关节传动方案 (8)3 技术参数的确定及详细结构设计 (12)3.1 主要技术参数确定 (12)3.2 传动结构设计 (16)3.3 详细结构设计 (18)4 零部件的计算及校核 (26)4.1 直齿圆锥齿轮的校核计算 (26)4.2 直齿圆柱齿轮的校核计算 (29)4.3 轴的校核计算 (36)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论“机器人”一词最早出现于1920年捷克作家Karel Capek的剧本《罗萨姆的万能机器人》中。
1984年，ISO（国际标准化组织）采纳了美国机器人协会（RIA）的建议，给机器人下了个定义，即“机器人是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具，为了执行不同任务而具有可改变和可编程的动作的专门系统（A reprogrammable and multifunctional manipulator ,devised for the transport of materials,parts,tools or specialized systems,with varied and programmed movements,with the aim of carring out varied tasks）”。
[1]工业机器人作为现代制造技术发展重要标志之一和新兴技术产业，已为世人所认同，并正对现代高技术产业各领域以至人们的生活产生重要影响。
机器人是柔性自动化的集中体现。
自从美国推出世界上第一台工业机器人Unimate以来，机器人技术的研究和发展过程经历了三个阶段：（1）第一代是示教再现型的机器人，这类机器人不具备外界信息反馈能力，很难适应变化的环境。
焊接机器人工作原理
焊接机器人工作原理1.传感器感知：焊接机器人通过内置的传感器获取工作环境的信息。
其中，视觉传感器可以识别焊接位置和零部件，触觉传感器可以感知力量大小，位移传感器可以确定工艺参数。
2.自动规划：根据传感器所获取的工作环境信息，机器人会自动规划焊接路径和轨迹。
自动规划包括确定焊接点、焊缝和焊接路径，以及计算机器人的运动轨迹。
3.液压系统：焊接机器人的部分结构需要使用液压系统实现动力传递和力量调节。
液压系统通过控制液压油的流动实现机器人的运动和力量调节。
4.焊接工具选择：根据焊接任务的要求和工作环境，焊接机器人会自动选择合适的焊接工具。
常见的焊接工具包括电弧焊、氩弧焊、激光焊等。
5.控制算法：焊接机器人的控制系统通过运行预先编写的控制算法来实现焊接任务。
控制算法包括路径规划、力矩控制、力量调节、速度调节等。
它可以使机器人按照设定的工艺参数和精度进行焊接。
6.数据处理：焊接机器人会将传感器所获取的数据进行处理和分析。
数据处理包括图像处理、数据融合和错误检测等。
通过对数据的处理，机器人可以实时调整焊接参数和修正焊接路径，以保证焊接质量。
7.安全保护：焊接机器人配备有安全保护装置，如防护罩、紧急停止按钮、防撞传感器等。
这些保护装置可以保证工作人员的安全，并防止机器人与周围环境发生碰撞。
总的来说，焊接机器人通过传感器感知工作环境，自动规划焊接路径和轨迹，选择合适的焊接工具，采用控制算法进行焊接操作，并通过数据处理和安全保护确保焊接质量和操作安全。
它可以代替人工进行焊接操作，提高生产效率和工作质量。
《焊接机器人》课件
高效率、高精度、高可靠性、易于编 程和操作，能够适应各种复杂环境和 焊接要求，提高生产效率和产品质量 。
焊接机器人的应用领域
汽车制造
焊接机器人广泛应用于汽车车身和零部 件的焊接，提高生产效率和产品质量。
压力容器
压力容器的焊接需要严格的质量控制 和安全保障，焊接机器人能够实现高
质量、高效率的焊接。
03
先进的控制系统
焊接机器人的控制系统是实现自动化焊接的核心，控制系统需要具备高
效的数据处理能力和实时控制能力，以实现精确的焊接参数调整和运动
控制。
焊接机器人的技术优势与局限性
技术优势
焊接机器人具有高精度、高效率、高稳定性和低成本的优点 ，可以大幅提高焊接质量和生产效率，降低人工成本和生产 成本。
《焊接机器人》ppt 课件
目 录
• 焊接机器人概述 • 焊接机器人的技术原理 • 焊接机器人的设计与制造 • 焊接机器人的应用案例 • 焊接机器人的未来发展与挑战
01
CATALOGUE
焊接机器人概述
定义与特点
定义
焊接机器人是一种能够进行自动或半 自动焊接的工业机器人，通过编程和 传感技术实现高效、精准的焊接作业 。
技术更新换代
随着技术的不断发展，焊接机器人需要不断 更新换代，以满足智能制造的需求。
焊接机器人在环境保护方面的挑战与机遇
减少废气排放
焊接机器人能够减少传统焊接过程中产生的有害气体和烟尘排放，降低环境污染。
节能降耗
焊接机器人能够实现高效、低能耗的焊接，降低生产成本，符合绿色制造的要求。
循环利用
焊接机器人能够实现废旧设备的再利用和循环利用，减少资源浪费。
技术局限性
焊接机器人的技术局限性包括对复杂工件的处理能力有限、 初始投资和维护成本较高、操作技术要求较高等方面。此外 ，在处理大型工件或特殊材料时，焊接机器人可能存在一定 的局限性和挑战。
焊接机器人分类及系统组成
本次课小结
焊接机器人是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任 务的工业机器人。具有可自由编程的轴，并能将焊接工 具按要求送到预定空间位置，按要求轨迹及速度移动焊 接工具的工业机器人，包括点焊机器人、弧焊机器人和 激光焊接机器人等。
焊接机器人作为工业机器人家族的一员，其作业编程 无外乎运动轨迹、作业条件和作业顺序的示教。
1 — 机器人控制柜； 2 — 示教器； 3 — 气体发生装置； 4 — 真空发生装置； 5 — 操作机；6 — 夹板式手爪； 7 — 底座
码垛机器人系统组成
第七章 焊接机器人及其操作应用
1 本次课学习目标
2 案例引入
目录
3 7.1焊接机器人的特点 4 7.1焊接机器人的分类
5 7.2焊接机器人的系统组成
激光焊接机器人系统组成
常用的激光加工头
激光加工头装于六自由度机器人本体手臂末端，其运 动轨迹和激光加工参数是由机器人数字控制系统提供指令 进行。根据用途不同（切割、焊接、熔覆）选择不同的激 光加工头。
a ) 激光切割
b ) 激光焊接
激光加工头
c ) 激光熔覆
7.2焊接机器人的系统组成
激光焊接机器人控制系统架构
再现施焊
新建一个程序
运行确认（跟踪）
登录程序点 1
设定焊接条件
登录程序点 2
登录程序点 5
登录程序点 3
登录程序点 4
点焊机器人作业示教流程
7.3焊接机器人的作业示教
7.3.1 点焊作业
设定作业条件 ➢ 设定焊钳条件 焊钳条件的设定主要包括焊钳号、焊 钳类型、焊钳状态等。 ➢设定焊接条件 点焊时的焊接电源和焊接时间，需 在焊机上设定。
弧焊机器人系统组成
弧焊机器人常用焊枪
基于PLC的机器人自动焊接设备控制系统的设计与研究
基于PLC的机器人自动焊接设备控制系统的设计与研究程明权;秋钰洁;江鸣;龚盈
【期刊名称】《自动化应用》
【年(卷),期】2024(65)6
【摘要】基于欧姆龙NJ-501系列PLC、电装6轴机器人,构建了机器人自动焊接设备控制系统。
在只使用6轴机器人控制柜标配的32个I/O端口的情况下,采用了一种I/O组合通信的方法,解决了机器人自动焊接设备控制系统的PLC与6轴机器人之间存在的通信问题,满足了设备的控制需求,并最终批量上线生产。
经过总结并验证,该I/O组合通信方法已推广应用到撕膜机、收料机等其他自动化设备。
【总页数】3页(P75-77)
【作者】程明权;秋钰洁;江鸣;龚盈
【作者单位】宁德新能源科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP271.4
【相关文献】
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5.基于PLC和ABB机器人的自动码垛生产线控制系统设计
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六自由度焊接机器人设计论文
六自由度焊接机器人设计论文2019年6月摘要 (1)第一章绪论及其发展 (2)1.1 机器人的概念 (3)1.1.1 操作机 (3)1.1.2 驱动单元 (3)1.1.3 控制装置 (3)1.1.4 人工智能系统 (4)第二章六自由度弧焊机器人的总体设计 (4)2.1 腕部设计 (4)2.1.1腕部设计的总体要求 (4)2.1.2 本次设计的腕部有2个如图所示 (5)2.2 小臂的设计 (5)2.2.1 小臂设计的总体要求 (5)2.3 大臂的设计 (5)2.3.1 大臂设计的总体要求 (5)2.3.2 大臂设计的总体要求 (5)2.3.3 电机的选择 (6)2.3.4齿轮的设计与校核计算 (8)2.4 腰关节的设计 (11)2.4.1 腰关节设计的总体要求 (11)2.5 传感器的选择 (11)第三章机器人设计展示 (11)参考文献 (12)近年来随着工业自动化的发展焊接机器人逐渐成为一门新兴的学科，并得到了较快的发展。
焊接机器人广泛地应用于锻压、冲压、铸造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。
特别足在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，焊接机器人由于其显著的优点而受到特别重视。
总之，焊接机器人足提高劳动生产率，改誉劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一一个重要手段，国内外都很重视它的应用和发展。
本次设计了一种关节式机器人，具有六个自由度，其中手腕关节具有三个自由度，其它的关节各具有一个自由度，各个关节采用电机驱动。
本设计主要介绍关于机器人的一些基本常识和原理，包括机器人的组成、分类和主要技术性能参数并参考通用型机器人的结构，进行六自由度弧焊机器人的结构设计和其计算机控制系统的设计。
本设计从实际情况出发，对机器人的机构可行方案进行了充分论证，用 Pro/Engineer 和 AutoCAD 等软件设计出了机器人本体结构。
关键词 :六自由度；弧焊机器人；控制系统第一章绪论及其发展1.1 机器人的概念机器人是一个在三维空间中具有较多自由度，并能实现较多拟人动作和功能的机器，而机器人则是在工业生产上应用的机器人，通用型弧焊机器人由机械系统、控制系统、驱动系统组成。
焊接机器人操作技术第6章 焊接机器人离线编程操作
6.1.2离线编程
❖（5）可使用高级计算机编程语言对复杂任 务进行编程；
❖（6）编程不受具体机器人限制， 并且程序 易于修改；
❖（7）能够实现基于传感器的自规划功能。 ❖机器人离线编程技术已被证明是一个有利
的工具，用以提高生产效率，减低成本， 增加安全性等。
6.2 离线编程系统
❖ 6.2.1离线编程系统组成 ❖ 一个完整的机器人离线编程系统至少应包括三维几何造型、运
❖ （4）机器人运动的图形仿真 用来检验编制的机器人程序是否 正确、可靠，一般具有碰撞检查功能；
6.2.1离线编程系统组成
❖（5）用户接口 要有友好的人机接口，并 要解决计算机与机器人的接口问题；
❖（6）语言转换 要把仿真语言程序变换成 被加载机器人的语言指令，以便命令真实 机器人工作；
❖（7）误差的校正 由于离线编程系统中的 仿真模型〔理想模型）和实际机器人模型 存在有误差，产生误差的因素主要有机器 人本身的制造误差、工件加工误差以及机 器人与工件定位误差等，所以未经校正的 离线编程系统工作时会产生很大的误差。
6.1.1示教编程
❖（5）不同的焊接位姿需要不同的焊接参数， 而焊接参数的调整只能依靠操作者的技术 和经验，焊接品质还是受到人为的影响；
❖（6）在柔性制造系统中，这种编程方式使 得CAD数据库无法连接上，这对工厂实现 CAD/CAM/ROBOTICS一体化不利。
❖（7）运动规划的失误会导致机器人间及机 器人与固定物的相撞，对生产具有破坏性；
6.1.2离线编程
❖与示教编程相比， 离线编程系统具有如下 优点：
❖（1）使编程者远离危险的工作环境， 改善 了编程环境；
❖（2）减少机器人的停机时间， 当对下一个 任务进行编程时， 机器人仍可在生产线上 工作；
焊接机器人工作站系统的构成
焊接机器人工作站系统的构成
焊接机器人工作站系统主要由以下几个部分构成：
1. 机器人本体：焊接机器人工作站系统的核心部分，通常采用工业机器人，具备高精度、高速度和高稳定性的特点，能够执行各种复杂的焊接任务。
2. 焊接电源：为焊接机器人提供动力，通常采用逆变电源或直流电源，具有高功率、高稳定性和易于调节的特点。
3. 焊枪：焊接机器人的工具，根据不同的焊接工艺和材料，可以选择不同的焊枪，如电弧焊枪、激光焊枪等。
4. 控制系统：控制焊接机器人工作站系统的运行，通常采用PLC或工业计算机，可以实现自动化控制和远程监控。
5. 安全保护装置：确保焊接机器人工作站系统的安全运行，通常包括紧急停止按钮、光幕保护装置、安全门等。
6. 焊接夹具：固定待焊接工件，保证焊接质量和精度，通常由定位器、夹紧机构和支撑结构组成。
7. 输送装置：将待焊接工件输送到焊接位置，通常采用输送带、搬运机械手等装置。
8. 通风系统：排除焊接过程中产生的烟尘和废气，保证工作环境清洁和工人健康。
9. 冷却系统：对机器人本体和焊接电源进行冷却，保证设备的正常运行和使用寿命。
10. 视觉系统：辅助机器人进行定位和跟踪，提高焊接精度和自动化程度，通常包括激光扫描仪、摄像头等装置。
以上是焊接机器人工作站系统的主要构成部分，各部分协同工作，共同完成焊接任务。
在实际应用中，根据不同的需求和场景，还可以进行定制化配置，以满足不同的生产需求。
6.3.6弧焊机器人IO地址及信号设定
SeamData是清枪时间、提前送气和滞后关气时间等参 数Байду номын сангаасWeldData是焊接速度、电流和电压（弧长修正） 等参数。在设置过程中要通过ABB主菜单下程序数据 中的SeamData和 WeldData程序数据进行设置，具体 设置参数如图6-29和6-30所示。
语句可以使用不同的焊接参数（SeamData和
WeldData）。
1.ArcLStart：线性焊接开始指令 ArcLStart用于直线焊缝的焊接开始。工具中心点线性 移动到指定目标位置，整个焊接过程通过参数监控和 控制。
2.ArcL:线性焊接指令 ArcL用于直线焊缝的焊接，工具中心点线性移动到指 定目标位置，焊接过程通过参数控制
（broad10），Unit Mapping（Do10_5地址为37，Do10_6
址为38，Do10_7地址为39）。
5.焊机与机器人信号关联
定义完弧焊系统的数字输出及模拟输出信号后，要 求进行信号的关联。将Do10_5关联到FeedON， Do10_6 关联到GasON，Do10_7关联到WeldON。模 拟输出Ao10_a01关联到弧焊电压信号VoltReference,
成DSQC 651在Devicenet总线上通讯设置。
4.弧焊系统singal定义 （1）模拟输出信号定义 在弧焊系统信号输出的定义中，要 求完成信号的定义。通过ABB菜单下控制面板—配置—
Singal，进行信号设定，在输出信号设定中，需要定义Type
of Singal（定义为Digital Output）,Assigned to Unit （broad10），Unit Mapping（Ao10_1地址为0~15， Ao10_2址为16-31）。 （2）数字输出信号定义 通过ABB菜单下控制面板—配置— Singal，进行模拟信号设定，在输出信号设定中，需要定义 Type of Singal（定义为Analog Output）,Assigned to Unit
机器人焊接系统
机器人焊接系统简介机器人焊接系统是一种使用机器人自动执行焊接任务的系统。
它将传统的手工焊接过程转变为自动化的生产方式，提高了生产效率和焊接质量。
本文将介绍机器人焊接系统的工作原理、优势以及在实际生产中的应用。
工作原理机器人焊接系统通常由机器人、焊枪、控制系统和辅助设备组成。
机器人是系统的核心部件，负责执行焊接任务。
焊枪是机器人的末端执行器，通过控制焊枪的位置和参数来完成焊接操作。
控制系统将焊接任务分配给机器人，并监控焊接过程的状态。
辅助设备如焊缝传感器、视觉系统和气体供应系统等可以提供额外的功能，提高系统的灵活性和适用性。
机器人焊接系统的工作流程如下：1.系统启动后，通过控制系统将焊接任务发送给机器人。
2.机器人根据任务要求移动到焊接位置，并且控制焊枪的位置和焊接参数。
3.机器人将焊枪对准焊缝，开始执行焊接操作。
4.系统通过辅助设备如焊缝传感器和视觉系统来监测焊接过程的质量和准确度。
5.一旦焊接完成，机器人会返回到初始位置，等待下一个焊接任务。
机器人焊接系统可以通过编程来实现不同焊接任务的自动化。
以预先设定的路径和参数进行焊接，确保每次焊接的一致性和准确性。
优势相对于传统的手工焊接，机器人焊接系统具有以下优势：1.提高生产效率：机器人可以连续工作，不受疲劳和休息的限制。
它可以快速而准确地执行焊接任务，大大提高了焊接效率。
2.提升焊接质量：机器人焊接系统可以根据预先设定的路径进行焊接，避免了人为错误的出现。
机器人的精确控制可以保证焊接的准确性和稳定性。
3.降低劳动成本：机器人可以取代人工进行繁重和危险的焊接任务，降低了劳动力的需求和相关的人力成本。
4.增加安全性：机器人可以在危险环境中进行焊接，减少了人员受伤的风险。
机器人还可以通过传感器来检测和避免潜在的安全问题。
应用场景机器人焊接系统在许多行业中得到广泛应用，包括：1.汽车制造：机器人焊接系统被用于汽车车身焊接、底盘焊接和车轮焊接等工艺。
它可以提高生产效率和焊接质量，适应大规模和复杂的焊接需求。
焊接机器人系统毕业设计论文
第1章绪论1.1课题研究的目的及意义焊接是制造业中最重要的工艺技术之一。
它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。
随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段，发展成为制造业中一项基础工艺，一种生产尺寸精确的产品的生产手段。
传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求。
因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。
电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中。
近20年来，在半自动焊、专机设备以及自动焊接技术方面已取得了许多研究和应用成果，表明焊接过程自动化已成为焊接技术新的生长点之一。
从21世纪先进制造技术的发展要求看，焊接自动化生产已是必然趋势。
焊接机器人的诞生是焊接自动化革命性的进步，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的生产方式，从而使中小批量的产品自动化焊接成为可[1]。
焊接机器人已经广泛应用于汽车、工程机械、摩托车等行业，极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接生产效率和生产质量产生了质的飞跃。
同时改善了工人的劳动环境[2]。
但是，现在焊接领域中自动化程度最高的手臂式机器人在使用时有两个局限性：一个是它的活动范围较小，因为它像一个手臂，手臂长1.5~2米，也就是其活动半径，所以焊接的工件不能太长，最大范围也不能超过2米。
二是它必须用编程或示教进行工作，对不规则的焊缝，特别是在焊接过程中焊缝发生形变时，则很难适应。
然而，许多大型工件体积非常庞大，而且必须在工地和现场进行焊接。
例如：石化工业中的大型储油罐、球罐，造船业中的各种轮船，对这类产品的焊接，就很难实现自动化，许多建设工作仍然采用人工焊接[3]。
因此，给焊接机器人加装各种传感器，使它们具有焊接路径自主获取、焊缝跟踪以及焊接参数在线调整等能力，具有很高的实用价值。
六自由度焊接机器人毕业设计
六自由度焊接机器人毕业设计摘要本文介绍了一种针对焊接领域的六自由度机器人的设计与实现。
该机器人采用了六个旋转自由度的设计结构，可以实现焊接工作的复杂动作控制，提高了生产效率和焊接质量。
文章主要介绍了机器人的硬件设计、运动控制系统设计和软件程序设计。
通过仿真和实验验证了机器人的控制算法和工作性能。
最终，该机器人成功实现了对金属焊接工作的控制，对于提高焊接工作的自动化水平具有重要的意义和实际应用价值。
关键词：六自由度机器人，焊接，控制算法，仿真与实验AbstractKeywords: six-degree-of-freedom robot, welding, control algorithm, simulation and experiment1.引言第1章介绍了六自由度焊接机器人的研究背景, 研究意义，以及发展现状。
第2章介绍了机器人的整体硬件设计，主要包括机械结构设计和电气连接设计。
第3章详细描述了机器人控制系统的设计和实现，包括运动控制和通信控制两个方面。
第4章介绍了机器人的软件程序设计，主要是控制算法的实现和仿真验证。
第5章为仿真和实验结果分析。
第6章是对研究工作的总结与展望。
2.机器人硬件设计2.1机械结构设计机械结构是焊接机器人的主体，直接决定了其运动范围和精度。
本文设计的焊接机器人采用了一个立柱底座、一个运动底盘、一个垂直关节、三个旋转关节和一个手臂结构。
机械结构的总设计图如图1所示。
2.2电气连接设计机器人的电气连接包括电源接口、电机和传感器接口及控制信号传输等两个部分。
在实际设计中，需要根据机器人的具体运动特性和控制需求进行设计。
本文设计的焊接机器人电气连接包括电源接口、电机和传感器接口及控制信号传输等两个部分。
3.机器人控制系统设计3.1 运动控制设计机器人运动控制是实现对机械手臂的动作精度、速度等控制的关键。
本文设计的运动控制方法为PID控制。
通信控制是指机器人与上位机进行信息交换的控制系统。
焊接机器人
点焊机器人一、点焊机器人概述点焊机器人的典型应用领域是汽车工业。
一般装配每台汽车车体大约需要完成 3000 —4000 个焊点，而其中的 60 ％是由机器人完成的。
在有些大批量汽车生产线上，服役的机器人台数甚至高达 150 台。
汽车工业引入机器人已取得了下述明显效益：（1）改善多品种混流生产的柔性；（2）提高焊接质量；（3）提高生产率；把工人从恶劣的作业环境中解放出来。
最初，点焊机器人只用于增强焊点作业 ( 往已拼接好的工件上增加焊点 ) 。
后来，为了保样，点焊机器人逐渐被要求具有更全的作业性能。
具体来说点焊机器人优点：（1）安装面积小，工作空间大。
（2）快速完成小节距的多点定位 ( 例如每 0.3～ 0.4s 移动 30 ～50mm 节距后定位 )。
（3）定位精度高( ±0.25mm),以确保焊接质量。
（4）持重大 (300 ～ 1000N),以便携带内装变压器的焊钳。
（5）示教简单，节省工时；安全可靠性好。
二、点焊机器人系统的基本构成点焊机器人虽然有多种结构形式，但大体上都可以分为 3 大组成部分，即机器人本体、控制系统以及由阻焊变压器、焊钳、点焊控制器和水、电、气路等组成的焊接系统。
点焊机器人本体主要指其机械部分。
机械部分通常由机体、臂、手腕和焊钳（末端执行器）组成。
关节式机器人的前三个自由度，即机体腰轴的回转，肩（大臂和机体连接处）轴的仰俯和肘（大臂和小臂连接处）轴的屈伸可把焊钳送到一定的空间位置；后三个自由度，即售完的三个关节运动使焊钳以一定的角度（姿态）对准焊点。
点焊机器人的控制系统由本体控制部分及焊接控制部分组成。
本体控制部分主要实现示教在线、焊点位置及精度控制。
点焊作业一般可采用点位控制，又称点到点控制（point to point 简写为PTP），它仅考虑原始点和目标点的位置，而不考虑经由何途径到达目标点，即点焊时只要求点击到达焊点位置准确，重复定位精度为正负0.2—0.4mm,而对电极运动轨迹并无严格要求。
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第五节 焊接柔性制造系统
柔性制造系统（FMS） 的定义：
一个由计算机控制整个生产过程的系统；
采用多台半独立的数控加工设备（如数控机床、 机器人工作站等）； 这些加工设备通过物料输送系统相互连接。
一、系统基本组成
焊接机器人工作站的基本结构
二、控制与编程方法
运行方式与模式
自动模式：所有命令都自动执行； 手动模式：所有运行命令只能通过相应的按钮来操作，但
② 电动焊钳
其电极的张开和闭合是由伺服电机驱动及码盘反馈闭环控制，张开度可以根据 需要在编程时任意设定，而且电极间的压紧力（由电机电流控制）也能实现无级 调节。这种具有以下优点： i 大幅度降低每一个焊点的焊接周期。由于焊钳张合的整个过程都由计算机精 确监控，所以机器人在焊点间移动过程中，焊钳就可以闭合；焊完一点后，焊钳 一边打开，机器人就可以一边移动，而不必象气动焊钳那样必须等焊钳完全张开 后才能移动，也不必等机器人到位后才开始闭合。 ii 焊钳的张开度可以根据工件情况任意调节，只要不发生干涉或者碰撞，可以 尽可能减小张开度，以减少焊钳开合时间，提高焊接效率。 iii 焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以任意调节，而且两电极的闭合速度也是 可变的，开始快后来慢，最后轻轻地和工件接触，减少电极冲击和工件变形，必 要时还可以调节焊接过程中的压力大小，减少点焊喷溅。
弧焊机器人工作站
① 点焊机器人：机器人本体、机器人控制柜和编程盒等 ② 焊接系统：一体式焊钳、定时器和接口，各设备间的连接电缆、压缩空气管和 冷却水管等 ③ 机器人底座或机架 ④ 工装夹具：工作台、工件夹具 ⑤ 辅助装备：电极修整装置、围栏、安全保护设施等
点焊机器人工作站
4、应用实例
二、变位机和焊接机器人组合的工作站
平行四边形结构
3、按结构坐标系特点来分
直角坐标型
圆柱坐标型
球坐标型
全关节型
4、按受控运动方式来分
（1）点位控制（PTP）型
机器人受控方式为自一个点位目标移向另一个点位目标， 只在目标点上完成操作。要求机器人在目标点上有足够的 定位精度。相邻目标点间的运动方式有两种：一是各关节 驱动机以最快速度趋近终点，各关节视其转角大小不同而 到达终点有先有后；一是各关节同时趋近终点，由于各关 节运动时间相同，所以角位移大的运动速度较高。
焊钳防撞措施
点焊机器人由于焊钳较重，不能安装象弧焊机器人那样的防撞传感器，因此 要求点焊机器人的控制柜具备在机器人或者焊钳与周边设备或者工件发生碰 撞，即在负载超出限定值时，能立即停止机器人运动的功能，甚至还能自动 后退，避免焊钳与工件紧顶而损坏工件或者焊钳。
三、外围设备
机器人底座和机架
机器人移动装置 工件的固定工作台 焊接工装夹具 工件变位装置
1、 回转台＋弧焊机器人的工作站
2、 旋转－倾斜变位机＋弧焊机器人工作站
3、 翻转机＋弧焊机器人工作站
4、 龙门机架＋弧焊机器人工作站
5、 滑轨＋弧焊机器人工作站
6、 焊接机器人＋搬运机器人工作站
三、焊接机器人与周边设备作协调运动 的工作站
必要性
熔化焊过程中，如果能使整条焊缝各点熔池始终处 于水平或者稍微下坡状态，则焊缝成形最平滑、最 美观，焊缝质量也最好。这就要求变位机在整个焊 接过程中与机器人协调动作，共同合成焊缝的轨迹， 并保持焊接速度和焊枪姿态在要求范围之内。
3、基本组成
① 弧焊机器人：包括机器 人本体、机器人控制柜、 示教盒等 ② 焊接系统：弧焊电源和 接口、送丝机、焊丝盘、 送丝软管、焊枪、防撞传 感器及各设备间相连接的 电缆、气管和冷却水管等 ③ 机器人底座或机架 ④ 工装夹具：工作台、工 件夹具 ⑤ 辅助装备：围栏、安全 保护设施和排烟罩等，必 要时还可加装焊枪喷嘴清 理和剪切焊丝装置。
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
影响送丝稳定性的因素
送丝机的送丝速度控制精度不高； 送丝轮的压紧力不适合；
送丝导管和焊丝的直径不匹配；
焊丝表面铜镀层脱落；
导丝管过长或者弯曲角度过大；
焊枪鹅颈角度不合适；
2、点焊装置
装备组成
焊钳； 变压器；
（波形控制，表面张力过渡）
颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源
（晶闸管，FS 100%，射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）
特殊功能焊接电源
（方波交流电源、带专家系统的协调控制电源和模糊控制电源等）
送丝装置
1、送丝机
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、其它辅助装置
焊枪喷嘴的清理装置
焊丝剪断装置
换枪装置
点焊钳电极的清理和修整装置
点焊机器人的效率比普通电焊机的效率高很多，电极容易 磨损或变形，特别是点焊镀锌、镀锡或镀铅钢板时，电极 会被镀层材料污染而影响焊接质量。因此，需要每焊一个 或几个焊点就对电极进行清理，连续焊接一段时间后应对 变形的电极端部进行整形。清理方法一般采用钢刷或铣刀， 整形一般采用成形铣刀。目前，点焊机器人生产厂家一般 都有配套的电极清理和整形装置。
送系统的搜索模式或移动命令，但不能更改生产线的基本 参数；
高级管理级：必须由高级管理员输入密码才能进入这个
级别，这是系统的所有参数都可以修改。
编 程
W-FMS中每台机器人的编程与一般焊接机器人工作站的编程 一样，可以用示教盒进行在线编程或者通过编程软件进行离线编 程，然后把程序下载到机器人控制柜。但由一点必须注意，一套 程序应能在相关的不同机器人工作站之间传输和使用。因此，在 必要时应先运作接触寻位子程序，以自动修正程序的位置参数， 使能适应两个不同工作站上工件的空间位置的细微差异。
工业机器人以来，机器人已经广泛应用于各行各业，主 要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作 业，其中半数以上为焊接机器人。
Versatran机器人
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
内 容
焊接机器人操作机
机器人焊接系统
外围设备
一、焊接机器人操作机的选择
1、自由度：
结构形式
变压器与机器人分离； 变压器装在机器人的上臂上； 变压器与焊钳组合成一体式。
定时器。
一体式焊钳
① 气动焊钳
其电极的张开和闭合由压缩空 气通过气缸驱动。一般有两个局限： 一是电极的张开度一般只有两级， 大的张开度（大冲程）主要是为了 方便把焊钳深入工件较深的部位， 不会发生焊钳和工件的干涉或者碰 撞；小的张开度（小冲程）是在连 续点焊时，为了减小焊钳开合的时 间，提高工作效率。焊钳的电极开 合度在编程时根据工件情况进行设 定。二是电极的压紧力一旦设定， 在焊接过程中不能变动。
电伺服点焊钳
焊接定时器
1、以前的定时器大多与机器人控制柜分离开，控制柜只控制机器人的运动、 焊钳姿态和开合，定时器控制焊接的电参数和通电时间（周波数）。如果两 者之间通过控制柜与定时器之间的 I/O口进行通讯，则编程时不能对焊接参 数进行任意编程，只能从定时器预先设定的几组参数中挑选一组； 2、定时器是单片机或工控机进行控制的，则机器人控制柜可通过一个接口 直接控制焊接参数，所有参数都可由编程器在编程时直接输入和预置。机器 人和定时器一体式时，可节省作业空间，不需要机器人控制柜和定时器之间 的接口，方便可靠。
直流伺服电动机原理
无刷电动机原理
三、焊接机器人系统组成
机器人操作机 变位机 控制器 焊接系统 焊接传感器 中央控制计算机 安全设备
焊接机器人控制系统结构原理
四、机器人的应用方式
1、机器人工作单元 2、带机器人的生产线
五、机器人焊接的主要优点
1、焊接质量高，稳定性好； 2、可提高劳动生产率；
⑵ 液压驱动
液压驱动系统的功率质量比大，驱动平稳，且系统的 固有效率高、快速性好，同时液压驱动调速比较简单， 能在很大范围实现无级调速；其主要缺点是易露油， 影响工作稳定性和定位精度，污染环境，另外需要配 备复杂的管路系统，成本较高。
液压驱动多用于要求输出力大、运动速度较低的场合。
⑶ 电气驱动
易于控制，运动精度高，使用方便，成本低廉，驱动效率 高，不污染环境，是最普遍、应用最多的驱动方式。 电气驱动可细分为步进电机驱动、直流电机驱动、无刷直 流电机驱动、交流伺服电机驱动等多种方式。无刷电机驱 动有着最大的转矩质量比，由于没有电刷，其可靠性极高， 几乎不需任何维护。
焊枪喷嘴清理装置
焊丝切剪装置 焊钳电极的修整、更换装置
1、机器人的底座和机架
2、工件和机器人的移位和变位装置
复合型变位机
搬运机器人变位机
与变位机相比较，搬运机器人作为变位机，其灵活性、柔性和精
度都更高； 搬运机器人负载能力大，可以将卡具和工件一同提起送给焊接机 器人进行焊接，从而焊接机器人可以选用较小的型号以降低成本 ； 用搬运机器人作为变位机容易实现双机器人的协调运动，可以更 好地焊接复杂曲线的焊缝理想，使焊缝在姿态下焊接； 当需要更换工件时，只需要更换卡具和机器人程序，工作量小， 耗时少，换型快； 机器人作为变位机所用卡具大多是比较简单的通用抓手，制造成 本低； 机器人作为变位机还可以发挥其搬运能力的作用，即可以从一处 搬运来工件进行焊接，焊接完成以后又省工件输送设备 的投资。
第一节 焊接机器人概论
一、焊接机器人的定义 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。
焊接机器人 是从事焊接作业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
二、焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
点焊机器人
2、按构形来分
侧置式（摆式）结构