焊接机器人(精)
焊接机器人主要功能描述
焊接机器人主要功能描述
焊接机器人是一种自动化设备，主要用于焊接作业。
以下是焊接机器人的一些主要功能描述：
1. 精确焊接：焊接机器人能够精确地控制焊接参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，从而确保焊接质量的稳定性和一致性。
这有助于提高焊接成品的质量和可靠性。
2. 高效率作业：相比人工焊接，焊接机器人可以连续工作，不需要休息或休假。
它们能够快速而准确地完成焊接任务，提高生产效率，缩短生产周期。
3. 适应性强：焊接机器人能够适应不同的焊接任务和工件形状。
通过编程和调整，它们可以处理各种复杂的焊接结构，包括直线、曲线、角度等。
4. 提高工作环境安全性：使用焊接机器人可以减少工人暴露在危险的焊接环境中的时间，降低工伤风险。
机器人可以在恶劣的环境条件下工作，如高温、烟雾和噪音等。
5. 焊缝质量稳定：由于机器人的焊接动作一致性高，焊接过程中的误差较小，因此可以获得更加均匀和稳定的焊缝质量。
6. 可编程性：焊接机器人可以通过编程来执行特定的焊接任务。
这使得它们能够适应不同的产品需求和工艺要求，具有较高的灵活性。
7. 数据记录和追溯：一些焊接机器人配备了数据记录功能，能够记录焊接过程中的参数和信息。
这有助于质量控制和追溯，便于对焊接质量进行分析和改进。
8. 节约成本：尽管初期投资较高，但焊接机器人在长期运行中可以降低成本。
它们可以提高生产效率、减少废品率，并且不需要支付人工工资和福利等费用。
总之，焊接机器人通过自动化焊接过程，提高了焊接质量和生产效率，同时降低了成本和工作风险。
它们在汽车制造、航空航天、建筑等众多行业中得到广泛应用。
焊接机器人简介介绍
焊接精度
焊接机器人的定位精度和重复 定位精度都非常高，能够确保 焊接的一致性和稳定性。
负载能力
焊接机器人具备较强的负载能 力，能够应对不同规格和重量 的工件焊接需求。
灵活性
焊接机器人可通过编程实现多 种焊接任务的切换，适应不同
工件和焊接工艺的要求。
03 焊接机器人的优 势与挑战
焊接机器人的优势与挑战
机械制造业：在机械制造过程中，焊 接机器人可用于各种金属结构的焊接 ，如机床、压力容器等。
总之，随着科技的进步和工业生产的 不断发展，焊接机器人在各个领域的 应用将越来越广泛，成为现代工业生 产的重要组成部分。
02 焊接机器人的技 术特点
焊接机器人的关键技术
传感技术
焊接机器人通过先进的传感技术 ，如视觉传感器、力觉传感器等 ，实现对工件的实时感知和定位 ，确保焊接的准确性和稳定性。
THANKS
感谢观看
，适用于薄板材料的焊接。
连续焊工艺
采用连续焊技术，焊接机器人能够 实现长缝的连续焊接，提高焊接生 产效率和质量。
激光焊工艺
焊接机器人还可配备激光焊接系统 ，利用高能量密度的激光束进行焊 接，具有焊接速度快、变形小等优 点。
焊接机器人的性能参数
焊接速度
焊接机器人的焊接速度可根据 工件和焊接要求进行调整，一 般较传统手工焊接有大幅提高
• 焊接机器人是一种自动化焊接设备，它结合了机器人技术和焊 接技术，可以实现对各种材料和构件的高精度、高效率、高质 量的焊接。下面将从焊接机器人的优势和挑战两个方面进行介 绍。
04 焊接机器人发展 趋势与前景
焊接机器人发展趋势与前景
• 焊接机器人是一种自动化焊接设备，它可以通过编程或遥控操作实现自主或半自主的焊接任务。焊接机器人具有高效、精 准、稳定、可靠等优点，被广泛应用于汽车、机械、电子、建筑等领域。
焊接机器人知识点总结
焊接机器人知识点总结1. 焊接机器人的概念焊接机器人是一种用于进行自动焊接工作的机器人设备，它可以按照预先设定的程序和路径对工件进行焊接操作。
通过配备不同的焊接设备和工具，可以实现不同种类和材料的焊接工作。
2. 焊接机器人的分类根据不同的工作原理和结构特点，焊接机器人可以分为多种不同类型，例如：电弧焊机器人、激光焊机器人、等离子焊机器人等。
此外，还可以根据不同的工作方式和使用环境对焊接机器人进行分类，比如手持式焊接机器人、固定式焊接机器人、移动式焊接机器人等。
3. 焊接机器人的工作原理焊接机器人的工作原理是基于数控技术和自动化控制技术，通过预先编制的焊接程序和路径进行动作的控制，以实现对工件的精准焊接。
焊接机器人主要包括机械系统、电气控制系统、焊接系统和控制软件等部分，它们共同协作完成焊接操作。
4. 焊接机器人的工作流程焊接机器人工作流程主要包括任务规划、路径规划、姿态控制、焊接操作等多个环节。
在任务规划中，首先确定焊接工件的位置和方式；在路径规划中，确定焊接路径和轨迹；在姿态控制中，确保焊接姿态的正确；在焊接操作中，进行焊接熔化和填充传统，最终完成焊接操作。
5. 焊接机器人的主要构成焊接机器人的主要构成包括机械臂、焊接设备、传感器、控制系统、动力系统等部分。
其中，机械臂是焊接机器人的核心部件，它可以根据需要实现不同的自由度和运动范围，以适应不同的焊接工件。
6. 焊接机器人的应用领域焊接机器人广泛应用于汽车制造、航空航天、电力设备、铁路运输、消费品制造等多个领域。
由于焊接机器人具有高效、精准、稳定的特点，可以提高焊接质量和生产效率，因此在工业生产中得到广泛应用。
7. 焊接机器人的优势与传统手工焊接相比，焊接机器人具有高效、精准、稳定、可靠、安全等多个优势。
它可以提高焊接质量和生产效率，减少人工劳动，降低生产成本，提高企业竞争力，受到广泛关注和认可。
8. 焊接机器人的发展趋势随着科技的进步和自动化技术的发展，焊接机器人将会朝着智能化、柔性化、集成化、网络化的方向不断发展。
焊接机器人(PPT39页)
1440 mm
有效荷重
5 kg
附加载荷
第三轴18 kg、第一轴19 kg
重复定位精度
0.02 mm
最大速度
2.1 m/s
轴运动 轴1旋转 轴2手臂 轴3手臂 轴4手腕 轴5弯曲 轴6翻转
工作范围 +170°~ -170°
+70°~ -70° +70° ~ -65° +150°~ -150° +115°~ -115° +300°~ -300°
二、焊接机器人系统的基本配置
• 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：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
2、驱动式：
各关节（轴）的运动基本采用交流伺 服电机驱动。由于交流伺服电机没有 碳刷，动特性好，负载能力强，机械 臂运动速度快，故障率低，免维护时 间长。
使用一台ABB IRB-1410型机器人本体，具有六个自由度。采用优化设计， 设送丝机走线安装孔，为机械臂搭载工艺设备提供便利。
配套使用ABB IRC5标准机器人控制器，内置各项人性化弧焊功能，可通过 编程操作手持终端FlexPendant（示教器）进行操控。
型号
IRB 1410
轴数
6
工作范围（第五轴到达距离）
浙江天煌科技实业有限公司
THRBYY-2型 工业机器人焊接系统控制与应用实训平台（ABB）
机器人控制器 IRC5支持先进的I/O现场总线，在任何工 厂网络中都是一个性能良好的节点，具有 一系列强大的联网功能，如传感器接口、 远程磁盘访问、套接口通讯等等。支持远 程服务，可通过标准通信网（GSM或以太 网）进行机器人远程监测。先进诊断方法 可实现故障快速确诊及机器人终生状态监 测。提供多种服务包供用户选择，涵盖备 份管理、状况报告、预防性维护等各类新 型服务。
焊接机器人主要技术和方法
焊接机器人主要技术和方法一、焊接电源技术焊接电源是焊接机器人的重要组成部分，负责提供所需的电流和电压以完成焊接任务。
随着技术的发展，焊接电源越来越趋向于采用数字化控制，提供更高的焊接质量和更稳定的焊接过程。
同时，对于不同材料和工艺要求的焊接，也需要不同的电源技术和参数设置。
二、焊接传感器技术焊接传感器技术是实现高质量焊接的关键之一。
传感器可以检测焊接过程中的各种参数，如电流、电压、熔池的形状和位置等，并将这些参数反馈给控制系统，以实现实时监控和调整。
常用的焊接传感器包括电流传感器、光电传感器和红外传感器等。
三、焊缝跟踪技术焊缝跟踪技术是保证焊接机器人沿着预定轨迹进行焊接的关键技术。
跟踪系统通过传感器检测焊缝的位置和形状，并根据实际位置与预定位置的差异进行调整，以保证焊接的精度和质量。
常用的焊缝跟踪传感器包括电弧传感器、激光传感器和机器视觉传感器等。
四、离线编程与路径规划技术离线编程与路径规划技术是指通过计算机辅助设计（CAD）软件对焊接路径进行模拟和规划，生成机器人需要执行的路径。
这种技术可以提高编程效率，减少机器人调试时间，同时也可以实现更精确的轨迹控制和复杂的焊接任务。
五、机器人视觉技术机器人视觉技术是实现机器人智能化和自主化的重要手段之一。
通过高分辨率摄像机和图像处理技术，机器人可以获取工作环境和目标物体的详细信息，并对这些信息进行处理和分析，以实现精确的目标识别和定位。
视觉技术还可以用于检测焊缝形状、尺寸和表面质量等，以提高焊接质量和精度。
六、智能化焊接过程智能化焊接过程是指通过人工智能技术和机器学习算法对焊接过程进行优化和控制。
这种技术可以通过对大量数据进行分析和处理，发现隐藏的模式和规律，并对未来的焊接过程进行预测和调整。
此外，智能化焊接过程还可以实现自适应控制和自主学习，提高机器人的适应性和智能水平。
七、多机器人协同技术多机器人协同技术是指多个机器人之间通过协同合作来完成复杂的工作任务。
第七章焊接机器人
39
2. 工件的工作台
工作台就是一个普通平台，上面可以固 定一个、两个或更多个夹具。
40
3. 工件和机器人的移位及变位 装置
机器人或工件的移位装置都是使机器人系统有更多的 自由度和更好的可达性，加大机器人的有效工作范围， 方便编程。 工件的变位装置主要是为了使被焊的接缝能处于水平 或船型位置，以源 2. 具有减少短路过渡飞溅功能的气体保护焊电源 3. 颗粒过渡或射流过渡用大电流电源 4. 有特殊功能的焊接电源 与机器人配套的焊接电源最好是根据工件对象、所用材 料和焊接工艺参数来选择所需的功能，不要认为凡是 逆变电源或价格高的电源就是最佳的选择。
31
三、熔化极气体保护焊送丝装置 的选择
26
四、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必须具有在机器人 或焊钳与周边设备或工件发生碰撞，即 在负载超过限定值时，能立即停止机器 人运动的功能.
27
第三节 弧焊机器人
一、弧焊机器人系统焊接装置的选择
弧焊机器人较多采用熔化极气体保护焊(MIG焊、MAG 焊、CO2焊)或非熔化极气体保护焊(TIG焊、等离子弧 焊)方法。 焊接装置:焊接电源、焊枪(焊炬)和(送丝机构)，在选择 焊接装备时应考虑所要焊接的材料种类、焊接规范的 大小和电弧持续率等因素。
送丝机的结构和送丝速度
33
2. 送丝软管的选择和保持送丝稳定的措 施
目前软管都是将送丝、导电、输气和通冷却水做成一 体的方式，软管的中心是一根通焊丝同时也起输送保 护气作用的导丝管，外面缠绕导电的多芯电缆，有的 电缆中还夹有两根冷却水循环的管子，最外面包敷一 层绝缘橡胶。
34
3.焊枪的选择
焊接机器人PPT课件
FANUC
11
三、机器人的分类
机器人分类方法很多 ➢按照技术水平划分：
• 第一代：示教再现型，具有记忆能力。目前，绝大部分应用中的工业 机器人均属于这一类。缺点是操作人员的水平影响工作质量。
• 第二代：初步智能机器人，对外界有反馈能力。部分已经应用到生产 中。
• 第三代：智能机器人，具有高度的适应性，有自行学习、推理、决策 等功能，处在研究阶段。
8
二、工业机器人的发展及现状
➢1954年，美国人G.Devol 和J.Engleberger 设计了一台可编程的机器人
➢1961年，他们生产了世界上第一台工业机器 人“Unimates”，并获得了专利
➢1962年，Engleberger 成立了Unimation公 司，他被称为“机器人之父”
➢日本从上世纪70年代中后期开始开发工业机器 人，15年后就成为产量最多、应用最广的世界 工业机器人“王国”。
随着市场经济的快速发展，企业的产品从单一品种大批量生产变为多品种小 批量，要求生产线具有更大的柔性。所以焊接机器人在生产中的应用越来越 广泛，机器人焊接已成为焊接自动化的发展趋势。
4
机器人焊接的特点
采用机器人焊接，具有如下优点： ➢ 易于实现焊接产品质量的稳定和提高，保证其均一性； ➢ 提高生产率，一天可24小时连续生产，机器人不会疲倦； ➢ 改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作； ➢ 降低对工人操作技术难度的要求； ➢ 缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资； ➢ 可实现小批量产品焊接自动化； ➢ 可作为数字化制造的一个环节。
英语：Robot 德语：Robot 日语：ロボツト 俄语：робот 汉字：机器人
Karel Capek （1890－1938）
焊接机器人十大品牌(2024)
引言概述：焊接是现代工业生产中不可或缺的自动化设备之一，它具有高效、精准、安全等优势，为企业提升生产效率和产品质量发挥着重要作用。
本文将继续介绍焊接领域的十大品牌，通过对每个品牌的特点、技术实力和市场影响的综合评估，为读者提供选购焊接的参考指南。
正文内容：1.品牌一：ABBRobot技术实力：ABBRobot在焊接领域积累了丰富的经验，具有领先的自动化控制和机器视觉技术。
产品特点：其具有高度柔性和精确性，可以适应各种复杂的焊接任务，提供卓越的性能和稳定性。
市场影响：ABBRobot在全球范围内广泛应用于汽车制造、机械加工等行业，具有较高的市场份额和知名度。
2.品牌二：Fanuc技术实力：Fanuc作为焊接领域的领军企业，拥有先进的机器视觉和技术，为用户提供全方位的解决方案。
产品特点：Fanuc的焊接具有高速、高精度和高复杂度的特点，可以满足不同行业的需求，实现高效率的生产。
市场影响：Fanuc的产品遍布全球，广泛应用于汽车、电子、金属加工等行业，为用户提供可靠的自动化解决方案。
3.品牌三：KawasakiRobotics技术实力：KawasakiRobotics以其卓越的控制技术和灵活性在焊接领域占据一定的市场份额。
产品特点：该品牌的焊接具有高速度、高精度和稳定性，可满足各类焊接工艺的需求。
市场影响：KawasakiRobotics在汽车制造、电子、金属加工等行业中享有良好的声誉，并以其高性能赢得广泛的市场认可。
4.品牌四：YaskawaElectric技术实力：YaskawaElectric是焊接领域的重要参与者，拥有先进的运动控制和视觉系统技术。
产品特点：该品牌的焊接具有高质量和高稳定性，可实现多种工艺需求，满足不同行业的自动化生产要求。
市场影响：YaskawaElectric的产品在汽车、电子、机械制造等行业中有着广泛应用，具有较高的市场份额和用户口碑。
5.品牌五：PanasonicWeldingSystems技术实力：PanasonicWeldingSystems在焊接设备领域拥有悠久的历史和丰富的经验，积累了领先的焊接技术。
焊接机器人焊接精度
焊接机器人焊接精度随着人工智能技术的不断发展，机器人技术在工业领域中的应用越来越广泛。
机器人焊接作为工业机器人应用的一种形式，在汽车、船舶、建筑、冶金等领域中发挥着越来越重要的作用。
相对于传统的手工焊接，机器人焊接具有较高的焊接效率、精度和可重复性，因此备受市场青睐。
焊接精度是评价机器人焊接效果的关键指标之一，本文将探讨焊接机器人如何提高焊接精度。
一、理论基础焊接精度是指焊缝与理论焊缝之间的距离。
而焊接误差则是实际焊缝与理论焊缝之间的距离误差。
在机器人焊接中，有四个因素影响焊接误差的大小：机器人重复定位精度、焊枪偏差、工件变形以及焊缝配准误差。
为了提高机器人焊接的精度，必须从这四个方面入手。
二、机器人重复定位精度的提高机器人的优劣影响着焊接精度。
在机器人焊接时，其重复定位精度决定了焊接精度的上限。
重复定位精度是指机器人在同一位置上的重复定位精度。
机器人的重复定位精度可以从以下几个方面进行提高：1、对机器人控制系统进行优化，提高其精度，减少测量误差；2、加强机器人执行机构的机械结构设计，减小精度误差；3、对机器人的控制器进行升级，提高机器人的运动精度；4、考虑工作环境的影响，减少外部力量对机器人的干扰。
三、焊枪偏差的补偿焊枪偏差是指因为焊枪和工件之间的几何关系不完美而带来的误差。
机器人焊接中，焊缝和焊枪周围的气氛会影响焊接质量。
为了提高机器人焊接的精度，需要对焊枪偏差进行补偿。
1、利用传感器自动检测与校正焊接枪的位置和姿态，并根据校准结果对焊接姿态进行调整；2、通过改变焊机的输出电流以及调整径向力和切向力的大小等方式来补偿焊接过程中的误差，以提高机器人焊接的质量。
四、工件变形的控制机器人焊接中，焊件会因为加热变形而影响焊接质量。
如果工件变形过大，可能会导致焊缝偏离理论焊缝。
为了降低工件变形对焊接精度的影响，可以从以下几个方面入手：1、对焊接点进行优化，从几何形状、焊接位置、焊接厚度等方面入手，减少工件变形；2、利用冷却装置来控制焊缝的温度，防止工件变形；3、通过控制焊接的速度和电流来减少工件的热影响。
焊接机器人
2021/1/27
精品课程
7
4.5.2 点焊机器人
第四章
金属连接成形设备及自动化
点焊机器人约占国内焊接机器人总数的45%左右，最常用的是直角坐标 式（2～4个自由度）和全关节式（5～6个自由度）点焊机器人。全关节式 机器人既有落地式安装，也有悬挂式安装，在驱动型式方面多采用直流或 交流伺服电机驱动。
③.焊接柔性自动生产线 为了适应现代产品更新换型快，生产的批量少、品种多 的特点，可按准时制造（Just-in-time manufacture，缩写为JIT）或无库存的生产 管理方式也可以说按订单生产，这时采用机器人柔性自动生产线是比较合适的。所 谓柔性自动生产线,即利用机器人可以储备多套程序,只要更换工件的夹具并调出相 应的程序就可以焊接另一种工件，因此在生产线上设置识别传感器，一旦新的工件 被识别，机器人的初始状态进入当前程序的执行。
2021/1/27
精品课程
5
4.5.1 概述
第四章
金属连接成形设备及自动化
图4-81 全关节型机器人
2021/1/27
精品课程
6
4.5.1 概述
第四章
金属连接成形设备及自动化
控制器是机器人的神经中枢，它由计算机硬件、软件和一些专用电
路构成。软件包括控制器系统软件、机器人专用语言、机器人运动学及动 力学软件、机器人自诊断及自保护功能软件等。控制器负责处理机器人工 作过程中的全部信息和控制其全部动作。
2021/1/27
精品课程
15
4.5.2 点焊机器人
第四章
金属连接成形设备及自动化
一体式焊钳的种类和选择 一体式焊钳有C型和X型两种，如图4-85所示为 常用的基本结构形式。
焊接时，根据工件形状，材料、工艺参数及焊点的位置来选用焊钳的形式， 电极直径、电极间的压紧力、两电极的最大开口度和焊钳的最大喉深等，一般来 说，垂直及近于垂直的焊点位选C型焊钳；水平及近于水平的焊点位选X型焊钳。
09工业机器人调试-焊接机器人程序详解(精)
2.3、 rWeldingStationB
程序注释参考2.2
!焊接工件B子程序
工业机器人调试
机电一体化专业教学资源库
2.4、 rWeldingStart
PROC rWeldingStart() SetGO go04WeldingData, 2; Set do40WeldStart; WaitTime 0.1; ENDPROC
2.6、 rHome
PROC rHome() MoveJ pHome,vEmpty,fine, tGun\WObj:=wobj0; WaitTime 0.3; ENDPROC
!回零点子程序
!子程序开始 !关节运动到pHome点。 !等待0.3秒。 !子程序结束。
工业机器人调试
机电一体化专业教学资源库
工业机器人调试
2.2、 rWeldingStationA
PROC rWeldingStationA()
机电一体化专业教学资源库
!焊接工件A子程序
!子程序开始 !运动控制指令，关闭位置方向调整。 !置位检测信号。 !等待0.2秒。 !关节运动到相对于pStartWeldA点Z轴负向偏移 80位置。 ! 调用rWeldingStart(焊接开始子程序)。 !圆弧运动，经过pWeldingA10点到pWeldingA20 点。 !圆弧运动，经过pWeldingA30点到pWeldingA40 点。 ! 调用rWeldingStop(焊接结束子程序)。 !线性运动到相对于pWeldingA40点Z轴负向偏移 80位置。 !关节运动到pTrans10点。
机电一体化专业教学资源库
工业机器人调试
焊接机器人程序详解（以ABB-1410 为例）
机电一体化专业教学资源库
焊接机器人PPT课件
2021/3/7
CHENLI
22
2021/3/7
CHENLI
23
2021/3/7
CHENLI
24
（3）、工具坐标系
工具坐标系的原点定义为机器人TCP点，并且假 定工具的有效方向为X轴，Y轴和Z轴由右手规则产生。 因此，工具坐标的方向随腕部的移动而发生变化，与 机器人的位置、姿势无关。在工具坐标系中，机器人 末端轨迹沿工具坐标系的X、Y和Z轴方向运动。进行 相对于工件不改变工具姿势的平行移动操作时最为适 宜。
CHENLI
16
序号 1 2 3 4
5 6
按键名称 启动按钮 暂停按钮 伺服ON按钮 紧急停止按钮
+/-键 拨动按钮
按键功能 在AUTO模式下，用于启动或重启机器人操作
在伺服闭合状态下，暂停机器人操作
接通伺服电源
通过切断伺服电源立刻停止机器人和外部轴操作。一旦按下，开关保 持紧急停止状态。顺时针方向旋转解除紧急停止状态。
7 202登1/录3键/7
用于保存或者登录一个选择C。H示EN教L时I，用于保存示教点。
17
8 窗口切换键 示教器液晶屏能同时显示多个窗口，使用该按键在多个窗口间进 行切换选择，并可在激活窗口的菜单图标条与编辑窗口之间切换。
9 取消键
用于取消当前操作，返回上一界面。
10 用户功能键
每个按键可用于完成（用户功能键）上方图标所指定的功能。操 作者可定制每个按键的功能。
《焊接机器人》课件
灵活、高效、高精度
详细描述
弧焊机器人在焊接过程中能够实现高效、高精度的焊接， 同时具有灵活的移动性和适应性。它们通常配备先进的控 制系统和焊接设备，能够完成各种复杂和精细的弧焊任务 。
总结词
高精度、高效、适应性强
详细描述
激光焊接机器人利用激光技术进行焊接，具有高精度、高 效和适应性强等特点。它们通常配备高稳定性的激光器和 先进的运动控制系统，能够实现高质量的激光焊接效果。
更加人性化
未来的焊接机器人将更加注重人机交互，提高机器人的易用性和 安全性，更好地适应人类的作业习惯和需求。
更加绿色环保
未来的焊接机器人将更加注重环保和节能，减少对环境的影响， 推动绿色制造的发展。
THANKS
感谢观看
成本与投资压力
焊接机器人的一次性投资较大，对于一些小型企业 而言，可能会面临较大的成本和投资压力。
操作和维护难度
焊接机器人的操作和维护需要专业技术人员 ，对于一些企业而言，可能存在人才短缺和 技术壁垒的问题。
对未来焊接机器人的期望与展望
更加智能化
未来的焊接机器人将更加智能化，能够自主完成更复杂的焊接任 务，并具备更高的自适应和学习能力。
《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 • 焊接机器人的种类与特点 • 焊接机器人的应用案例 • 焊接机器人的未来发展 • 总结与展望
01
焊接机器人概述
焊接机器人的定义与特点
总结词
介绍焊接机器人的定义、特点以及与传统焊接方法的区别。
详细描述
焊接机器人是一种自动化焊接设备，具有高精度、高效率、 低成本等特点。与传统焊接方法相比，焊接机器人能够实现 连续24小时工作，减少人工干预，提高焊接质量。
焊接机器人简介
在电弧焊时，通常要合理地分 配机械手和焊件变位机械这两类设 备的功能，使两类设备按照统一的 程序进行作业。这样不但简化了机 器人的运动和自由度数，而且还降 低了对控制系统的要求。
焊接机器人的使用受到焊件结构形式、产品批量、 焊接方法及质量要求、配套设备的完善程度以及调 试维修技术等多种因素的影响。因此，在引进和选 用机器人时应考虑以下几个方面： 1）焊件的生产类型属于多品种、小批量的生产性质。 2）焊件的结构尺寸以中小型焊接机器零件为主，且 焊件的材质、厚度有利于采用电阻焊或气体保护焊 的焊接方法。 3）待焊坯料在尺寸精度和装配精度等方面能满足机 器人的焊接的工艺要求。 4）与机器人配套使用的设备，如各类变位机及输送 机等应能与机器焊接机器人的应用应注重 于焊接产品的关键部位，使焊工 从有害、繁重的劳动中解放出来， 达到提高生产率，稳定和提高焊 接质量，降低生产成本，实现自 动化生产的目的。
谢谢观赏！
焊 接 机 器 人 简 介
焊接机器人是机器人与现代焊接技术相结合，在焊接结构生产中部分地 取代人的劳动，通过程序控制完成焊接作业任务的典型机电一体化产品。
机器人由电脑控制管理，是行动平稳的伺服传动反馈系统，它能精确且 迅速地通过指定的路径。以计算机为基础，可以很容易地对其重新编程 （重新传授指令），以使它执行新的任务和操作。
4）夹持装置上有两组可以轮番进入机器人工 作范围的旋转工作台。
2、机器人的应用
焊接是工业机器人的主要工作任务，其中
25%~35%的机器人用于电弧焊接， 30%~40%用于完成电阻焊接任务。汽车部 门是工业机器人产业的主要用户（占 50%~60%），而黄色机械产品（土石搬运 设备）和白色家电产品（洗衣机、冰箱等） 生产部门是正在增长的用户。
焊接机器人 标准
焊接机器人标准
焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，属于多用途、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。
根据国际标准化组织（ISO）的定义，工业机器人是一种具有至少3个
轴的可编程、自动控制操作机，其中最后一个轴的机械接口通常是一
个连接法兰，可以接装不同工具或称末端执行器。
焊接机器人的末轴
法兰装接焊钳或焊（割）枪，使之能进行焊接、切割或热喷涂。
焊接机器人的标准涉及以下几个方面：
1. 自由度数：这是反映机器人灵活性的重要指标。
一般而言，在机器
人工作空间中可以到达3个自由度，但是焊接不仅必须到达空间中的
某个位置，而且还必须确保焊枪（切削工具或焊钳）的空间姿势。
因此，电弧焊和切割机器人至少需要5个自由度，点焊机器人至少需要6个自由度。
2. 负载：是指机器人末端可以承受的额定负载。
焊枪及其电缆、切割
工具和煤气管、焊钳和电缆以及冷却水管都是负载。
电弧焊和切割机
器人的负载能力为6～10kg。
如果点焊机器人使用集成变压器和集成焊钳，则其负载能力应为60～90kg。
如果使用单独的焊钳，其负载能力
应为40～50kg。
3. 工作空间：制造商给定的工作空间是机器人在没有任何终端操纵器
的情况下可达到的最大空间，该空间由图形表示。
安装焊炬（或焊钳）
后，应特别注意焊炬的姿势。
实际可焊接空间将比制造商提供的空间小一层。
焊接机器人工作原理
焊接机器人工作原理
焊接机器人是一种自动化设备，它能够完成焊接工作而无需人工干预。
其工作原理主要包括传感器感知、路径规划、运动控制和焊接执行等几个方面。
首先，焊接机器人需要通过传感器感知工件的位置和形状。
传感器可以是激光传感器、视觉传感器等，通过扫描和识别工件的轮廓和特征，确定焊接的位置和方向。
这些传感器能够将实时采集到的数据传输给控制系统，从而实现对工件的准确定位和跟踪。
其次，路径规划是焊接机器人工作的关键环节。
在确定了焊接位置和方向后，控制系统需要根据工件的形状和焊接要求，规划出最优的焊接路径。
这个过程需要考虑到焊接速度、焊接角度、焊接层间距等因素，以确保焊接质量和效率。
接着，运动控制是焊接机器人实现路径规划的手段。
通过控制各个关节的运动，使焊接枪沿着规划好的路径进行移动，同时保持适当的焊接速度和焊接压力。
运动控制系统需要能够实时调整焊接枪的姿态和位置，以适应不同形状和尺寸的工件。
最后，焊接执行是焊接机器人工作的最终环节。
在确定了焊接路径和控制了运动之后，焊接机器人需要通过焊接枪将焊丝或焊条熔化并填充到工件的焊缝中。
焊接过程需要精确控制焊接电流、电压和焊接速度，以确保焊接质量符合要求。
总的来说，焊接机器人的工作原理是通过传感器感知工件、路径规划确定焊接路径、运动控制实现焊接运动，最终通过焊接执行完成焊接作业。
这种自动化焊接方式不仅提高了焊接质量和效率，还能减少人工劳动，降低生产成本，因此在现代制造业中得到了广泛的应用。
焊接机器人基本操作及应用PPT课件
强化学习在焊接机器人中的应用
通过强化学习算法让机器人在不断试错中学习和优化焊接策略，提高自主决策能力。例如，利用强化学习算法训练机 器人学习复杂的焊接轨迹规划和控制策略。
智能感知与决策技术在焊接机器人中的应用
结合先进的传感器技术和智能决策算法，实现机器人对环境的实时感知和自适应决策。例如，利用视觉
传感器和深度学习算法实现焊缝的自动识别和跟踪，同时根据实时检测信息进行自适应焊接参数的调整
焊接质量不稳定
可能原因包括焊接参数设置不当、焊枪磨损 、工件定位不准确等。
2024/1/25
机器人运动异常
可能原因包括电机故障、传动部件磨损、编 码器故障等。
机器人报警或故障提示
可能原因包括传感器故障、程序错误、安全 保护装置触发等。
21
故障排除方法与技巧
对于机器人无法启动的故障，首先检查电源是否正常 ，然后检查控制系统各部件是否损坏，最后检查急停
轨道交通
在轨道交通领域，焊接机器人可 应用于地铁车厢、高铁车体的自
动化焊接生产线。
2024/1/25
电力设备
焊接机器人在电力设备制造中，可 实现变压器、开关柜等设备的自动 化焊接。
石油化工
在石油化工行业，焊接机器人可应 用于管道、阀门等设备的自动化焊 接生产线。
28
06
总结与展望
2024/1/25
实现步骤
构建三维模型、设置工艺参数、生成机器人运动轨迹、验证程序可行性、导出机器人程序 。
应用案例
在汽车制造、航空航天等领域，离线编程技术已广泛应用于复杂构件的焊接、切割等作业 。
15
焊缝跟踪技术
01 02
定义与原理
焊缝跟踪技术是指通过传感器实时检测焊缝位置和形状，将检测信息反 馈给控制系统，实现机器人对焊缝的自动跟踪和精确焊接。其原理主要 包括视觉传感、激光传感等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 概述1 ． 1 新一代自动焊接的手段工业机器人作为现代制造技术发展的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了重要影响。
从 1962 年美国推出世界上第一台 Unimate 型和 Versatra 型工业机器人以来，根据国际机器人协会截止到1996 年底的统计，先后已有 84 万台，现有大约 68 万台工业机器人服役于世界各国的工业界。
预计到 2000 年，工业机器人总数将超过 95 万台。
我国工业机器人的发展起步较晚，但从 20 世纪 80 年代以来进展较快， 1985 年研制成功华字型弧焊机器人， 1987 年研制成功上海 1 号、 2 号弧焊机器人， 1987 年又研制成功华字型点焊机器人，都已初步商品化，可小批量生产。
1989 年，我国以国产机器人为主的汽车焊接生产线的投入生产，标志着我国工业机器人实用阶段的开始。
焊接机器人是应用最广泛的一类工业机器人，在各国机器人应用比例中大约占总数的 40 ％～ 60 ％。
我国目前大约有 600 台以上的点焊、弧焊机器人用于实际生产。
采用机器人焊接是焊接自动化的革命性进步，它突破了传统的焊接刚性自动化方式，开拓了一种柔性自动化新方式。
刚性自动化焊接设备一般都是专用的，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产，因而在中、小批量产品焊接生产中，焊条电弧焊仍是主要焊接方式，焊接机器人使小批量产品的自动化焊接生产成为可能。
就目前的示教再现型焊接机器人而言，焊接机器人完成一项焊接任务，只需人给它做一次示教，它即可精确地再现示教的每一步操作，如要机器人去做另一项工作，无须改变任何硬件，只要对它再做一次示教即可。
因此，在一条焊接机器人生产线上，可同时自动生产若干种焊件。
焊接机器人的主要优点如下：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 24h 连续生产；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) 为焊接柔性生产线提供技术基础。
1 ．2 工业机器人定义和分代概念关于工业机器人的定义尚未统一，目前联合国标准化组织采用的美国机器人协会的定义如下：工业机器人是一种可重复编程和多功能的、用来搬运物料、零件、工具的机械手，或能执行不同任务而具有可改变的和可编程动作的专门系统，这个定义不能概括工业机器人的今后发展，但可说明目前工业机器人的主要特点。
工业机器人的发展大致可分为三代。
第一代机器人，即目前广泛使用的示教再现型工业机器人，这类机器人对环境的变化没有应变或适应能力。
第二代机器人，即在示教再现机器人上加感觉系统，如视觉、力觉、触觉等。
它具有对环境变化的适应能力，目前已有部分传感机器人投入实际应用。
第三代机器人，即智能机器人，它能以一定方式理解人的命令，感知周围的环境、识别操作的对象，并自行规划操作顺序以完成赋予的任务，这种机器人更接近人的某些智能行为。
目前尚处实验室研究阶段。
1 ． 3 工业机器人主要名词术语1) 机械手 (Manipulator) 也可称为操作机。
具有和人臂相似的功能，可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。
2) 驱动器 (Actuator) 将电能或流体能转换成机械能的动力装置旷3) 末端操作器 (End Effector) 位于机器人腕部末端、直接执行工作要求的装置。
如夹持器、焊枪、焊钳等。
4) 位姿 (Pose) 工业机器人末端操作器在指定坐标系中的位置和姿态。
5) 工作空间 (Working Space) 工业机器人执行任务时，其腕轴交点能在空间活动的范围。
6) 机械原点 (MechanicalOrigin) 工业机器人各自由度共用的，机械坐标系中的基准点。
7) 工作原点 (Work Origin) 工业机器人工作空间的基准点。
8) 速度 (Velocity) 机器人在额定条件下，匀速运动过程中，机械接口中心或工具中心点在单位时间内所移动的距离或转动的角度。
9) 额定负载 (Rated load) 工业机器人在限定的操作条件下，其机械接口处能承受的最大负载 ( 包括末端操作器 ) ，用质量或力矩表示。
10) 重复位姿精度 (PoseRepeatability) 工业机器人在同一条件下，用同一方法操作时，重复／ t 次所测得的位姿一致程度。
11) 轨迹重复精度 (PathRepeatability) 工业机器人机械接口中心沿同一轨迹跟随／ x 次所测得的轨迹之间的一致程度。
12) 点位控制 (PointToPointContr01) 控制机器人从一个位姿到另一个位姿，其路径不限。
13) 连续轨迹控制 (Continuous PathContr01) 控制机器人的机械接口，按编程规定的位姿和速度，在指定的轨迹上运动。
14) 存储容量 (Memory Capacity) 计算机存储装置中可存储的位置、顺序、速度等信息的容量，通常用时间或位置点数来表示。
15) 外部检测功能 (External MeasuringAbility) 机器人所具备对外界物体状态和环境状况等的检测能力。
16) 内部检测功能 (Internal MeasuringAbility) 机器人对本身的位置、速度等状态的检测能力。
17) 自诊断功能 (SelfDiagnosisAbility) 机器人判断本身全部或部分状态是否处于正常的能力。
2 工业机器人工作原理及其基本构成2 ． 1 工业机器人工作原理现在广泛应用的焊接机器人都属于第一代工业机器人，它的基本工作原理是示教再现。
示教也称导引，即由用户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数＼工艺参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。
完成示教后，只需给机器人一个启动命令，机器人将精确地按示教动作，一步步完成全部操作。
这就是示教与再现。
实现上述功能的主要工作原理，简述如下：(1) 机器人的系统结构一台通用的工业机器人，按其功能划分，一般由 3 个相互关连的部分组成：机械手总成、控制器、示教系统，如图 1 所示。
机械手总成是机器人的执行机构，它由驱动器、传动机构、机器人臂、关节、末端操作器、以及内部传感器等组成。
它的任务是精确地保证末端操作器所要求的位置，姿态和实现其运动。
图 1 工业机器人的基本结构控制器是机器人的神经中枢。
它由计算机硬件、软件和一些专用电路构成，其软件包括控制器系统软件、机器人专用语言、机器人运动学、动力学软件、机器人控制软件、机器人自诊断、白保护功能软件等，它处理机器人工作过程中的全部信息和控制其全部动作。
示教系统是机器人与人的交互接口，在示教过程中它将控制机器人的全部动作，并将其全部信息送入控制器的存储器中，它实质上是一个专用的智能终端。
(2) 机器人手臂运动学机器人的机械臂是由数个刚性杆体由旋转或移动的关节串连而成，是一个开环关节链，开链的一端固接在基座上，另一端是自由的，安装着末端操作器 ( 如焊枪 ) ，在机器人操作时，机器人手臂前端的末端操作器必须与被加工工件处于相适应的位置和姿态，而这些位置和姿态是由若干个臂关节的运动所合成的。
因此，机器人运动控制中，必须要知道机械臂各关节变量空间和末端操作器的位置和姿态之间的关系，这就是机器人运动学模型。
一台机器人机械臂几何结构确定后，其运动学模型即可确定，这是机器人运动控制的基础。
机器人手臂运动学中有两个基本问题。
1) 对给定机械臂，己知各关节角矢量 g(f)=[gl(t) ，g2(t) ，...... gn(i)] '，其中 n 为自由度。
求末端操作器相对于参考坐标系的位置和姿态，称之为运动学正问题。
在机器人示教过程中。
机器人控制器即逐点进行运动学正问题运算。
2) 对给定机械臂，已知末端操作器在参考坐标系中的期望位置和姿态，求各关节矢量，称之为运动学逆问题。
在机器人再现过程中，机器人控制器即逐点进行运动学逆问题运算，将角矢量分解到机械臂各关节。
运动学正问题的运算都采用 D-H 法，这种方法采用 4X4 齐次变换矩阵来描述两个相邻刚体杆件的空间关系，把正问题简化为寻求等价的 4X4 齐次变换矩阵。
逆问题的运算可用几种方法求解，最常用的是矩阵代数、迭代或几何方法 ob 在此不作具体介绍，可参考文献 [1]。
对于高速、高精度机器人，还必须建立动力学模型，由于目前通用的工业机器人 ( 包括焊接机器人 ) 最大的运动速度都在 3m ／ s 内，精度都不高于 O.1mm ，所以都只做简单的动力学控制，动力学的计算方法可参考文献正 [1 ～ 3] 。
(3) 机器人轨迹规划机器人机械手端部从起点 ( 包括，位置和姿态 ) 到终点的运动轨迹空间曲线叫路径，轨迹规划的任务是用一种函数来“内插”或“逼近”给定的路径，并沿时间轴产生一系列“控制设定点”，用于控制机械手运动。
目前常用的轨迹规划方法有关节变量空间关节插值法和笛卡尔空间规划两种方法。
具体算法可参考文献 [1 ，4] 。
(4) 机器人机械手的控制当一台机器人机械手的动态运动方程已给定。
它的控制目的就是按预定性能要求保持机械手的动态响应。
但是由于机器人机械手的惯性力、耦合反应力和重力负载都随运动空间的变化而变化，因此要对它进行高精度乙斗高速、高动态晶质的控制是相当复杂而困难的，现在正在为此研究和发展许多新的控制方法。
目前工业机器人上采用的控制方法是把机械手上每一个关节都当作一个单独的伺服机构，即把一个非线性的、关节间耦合的变负载系统，简化为线性的非耦合单独系统。
每个关节都有两个伺服环，机械手伺服控制系统见图 2 外环提供位置误差信号，内环由模拟器件和补尝器 ( 具有衰减速度的微分反馈 ) 组成，两个伺服环的增益是固定不变的。
因此基本上是一种比例积分微分控制方法 (PID 法 ) 。
这种控制方法，只适用于目前速度、精度要求不高和负荷不大的机器人控制，对常规焊接机器人来说，已能满足要求[1]。
图 2 机械手伺服控制体系结构(5) 机器人编程语言机器人编程语言是机器人和用户的软件接口，编程语言的功能决定了机器人的适应性和给用户的方便性，至今还没有完全公认的机器人编程语言，每个机器人制造厂都有自己的语言。
实际上，机器人编程与传统的计算机编程不同，机器人操作的对象是各类三维物体，运动在一个复杂的空间环境，还要监视和处理传感器信息。
因此其编程语言主要有两类：面向机器人的编程语言和面向任务的编程语言。
面向机器人的编程语言的主要特点是描述机器人的动作序列，每一条语句大约相当于机器人的一个动作，整个程序控制机器入完种：1) 专用的机器人语言，如 PUMA 机器人的 VAL 语言，是专用的机器人控制语言，它的最新版本是 VAL-I 和V+ ·······。