焊接机器人自动控制分解
机器人焊的工作原理
机器人焊的工作原理一、引言机器人焊接是一种自动化焊接技术，通过机器人的精确控制和操作，实现对焊接工作的自动化完成。
本文将详细介绍机器人焊接的工作原理。
二、机器人焊接的基本原理机器人焊接的基本原理是通过机器人的机械臂和焊接设备的配合，实现对焊接工件的精确操作和焊接过程的控制。
其主要步骤如下：1. 机器人的机械臂移动：机器人的机械臂可以根据预设的路径和轨迹，精确地移动到焊接工件的指定位置。
通过机械臂的运动，可以实现焊接工件的定位和对焊接点的准确定位。
2. 焊接设备的操作：机器人配备的焊接设备可以完成焊接工作。
焊接设备通常包括焊枪、电源和控制系统等组成部分。
焊枪负责释放焊接电弧，电源提供焊接所需的电能，控制系统则负责对焊接过程进行监控和控制。
3. 焊接过程的控制：机器人焊接系统配备了先进的控制系统，可以实时监测焊接过程中的各种参数，并根据预设的焊接规范进行控制。
例如，控制系统可以根据焊接材料的特性和焊接点的要求，调整焊接电流、电压和焊接速度等参数，以确保焊接质量和稳定性。
三、机器人焊接的工作流程机器人焊接的工作流程一般包括以下几个步骤：1. 工件准备：在进行机器人焊接之前，需要对焊接工件进行准备工作。
这包括对工件进行清洁、定位和固定等操作，以确保焊接的准确性和稳定性。
2. 程序编写：机器人焊接系统需要根据焊接工艺和要求进行程序编写。
程序编写包括对焊接路径、焊接参数和焊接顺序等进行设定和优化，以实现高效、稳定的焊接过程。
3. 机器人操作：机器人根据预设的程序和路径，通过机械臂的运动将焊接设备移动到指定位置。
机器人可以根据焊接工艺要求，进行多种焊接方式，如点焊、拖焊等。
4. 焊接过程控制：机器人焊接系统的控制系统会实时监测焊接过程中的各种参数，并根据预设的规范进行控制。
例如，控制系统可以根据焊接电流和电压的变化，调整焊接速度和焊接时间，以确保焊接质量和稳定性。
5. 检测与质量控制：机器人焊接完成后，可以通过各种检测手段对焊接质量进行评估和控制。
简述焊接机器人的工作原理及应用
简述焊接机器人的工作原理及应用1. 焊接机器人的工作原理焊接机器人是一种自动化设备，能够进行焊接操作而无需人工干预。
它通过内置的控制系统和传感器，能够实现自主感知、判断和执行焊接任务。
焊接机器人的工作原理主要包括以下几个方面：1.1 传感器感知焊接机器人内置了多种传感器，如视觉传感器、力传感器和接触传感器等。
这些传感器可以感知焊接工件的位置、形状和质量等关键信息，为后续的焊接操作提供依据。
1.2 路径规划焊接机器人在执行焊接任务前，需要通过路径规划确定焊接的路径。
路径规划是根据焊接工件的形状和要求，结合机器人的运动能力，确定机器人在工件表面的运动轨迹。
路径规划需要考虑焊接速度、角度、力度等因素，以确保焊接质量和工作效率。
1.3 焊接操作根据路径规划的结果，焊接机器人在指定的轨迹上进行焊接操作。
它可以通过电弧焊接、激光焊接或摩擦搅拌焊接等方式进行焊接。
焊接机器人能够自动控制焊接速度、焊接电流和焊接力度等参数，确保焊接质量的一致性和稳定性。
1.4 质量检测焊接机器人在完成焊接任务后，会进行焊缝的质量检测。
它可以利用视觉传感器进行焊缝的形状和尺寸测量，并与设计要求进行比对。
如果焊缝存在缺陷，焊接机器人可以进行修补或重焊，以保证焊接质量。
2. 焊接机器人的应用焊接机器人广泛应用于工业生产中的焊接工艺。
它具有以下几个方面的优势，因此在许多领域得到了广泛的应用：2.1 提高生产效率焊接机器人能够自动执行焊接任务，不需要人工干预，可以在24小时连续工作。
与传统的手工焊接相比，焊接机器人的工作效率更高，可以大大缩短焊接周期，提高生产效率。
2.2 提高焊接质量焊接机器人具有精准的焊接控制能力，能够自动控制焊接速度、焊接电流和焊接力度等参数。
它可以消除人工操作的误差，确保焊接质量的一致性和稳定性，降低焊接缺陷的发生率。
2.3 降低劳动强度焊接机器人可以取代人工进行繁重的焊接操作，从而降低劳动强度，减少人工劳动的风险和不适。
焊接机器人机构的结构和功能
焊接机器人机构的结构和功能焊接机器人是一种可以代替人工进行焊接工作的自动化设备，它具备复杂的机构结构和多样的功能。
本文将从机构结构和功能两个方面进行介绍。
一、机构结构焊接机器人的机构结构通常包括机械臂、控制系统和焊接设备三个部分。
1. 机械臂机械臂是焊接机器人的核心部分，它一般由多个关节连接而成，类似于人的手臂。
机械臂的关节通常采用电机驱动，通过控制系统的指令进行运动控制。
机械臂的结构设计需要考虑到工作空间、负载能力、运动速度等因素，以满足不同焊接任务的需求。
2. 控制系统焊接机器人的控制系统负责对机械臂进行运动控制和焊接参数的调节。
控制系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括主控制器、传感器、执行器等，用于接收指令、检测环境和实时控制机械臂的运动。
软件部分则负责编程和算法的实现，以实现焊接路径规划、碰撞检测、力控制等功能。
3. 焊接设备焊接机器人的焊接设备用于完成具体的焊接任务。
常见的焊接设备包括焊枪、电源和焊接工作台等。
焊枪是焊接机器人的“手”，通过控制机械臂的运动，将焊接电极准确地放置在焊接点上，实现焊接操作。
电源则提供所需的电能和控制信号，保证焊接质量和效率。
焊接工作台则提供良好的工作环境，保证焊接过程的稳定性和安全性。
二、功能特点焊接机器人具备多样的功能，主要包括以下几个方面：1. 精准定位焊接机器人通过高精度的运动控制和编程算法，能够实现焊接路径的精确规划和定位。
它可以根据工件的形状和要求，灵活地调整焊接角度和位置，保证焊接过程的准确性和一致性。
2. 路径规划焊接机器人能够根据焊接路径的要求，自动规划最优的运动路径。
它可以考虑到工作空间的限制、焊接速度的要求和焊接质量的保证等因素，以最短的时间和最佳的效果完成焊接任务。
3. 碰撞检测为了保证焊接过程的安全性和稳定性，焊接机器人通常配备碰撞检测功能。
它能够通过传感器实时检测周围环境，避免与工件或其它物体发生碰撞，并及时做出调整，保证焊接过程的连续性和稳定性。
焊接机器人组成安全操作及保养规程
焊接机器人组成安全操作及保养规程一、前言焊接机器人是现代化、智能化、高效节能的自动化生产设备，在工业生产中得到了广泛应用。
焊接机器人作为重要的生产设备，它的安全操作和保养对保障生产的安全和提高生产效率具有非常重要的意义。
本文主要介绍焊接机器人的组成结构、安全操作和保养规程。
二、焊接机器人组成结构焊接机器人包括机械系统、电气系统、控制系统和焊接系统四大部分。
机械系统由机器人机身、电动机、减速器、传动系统、关节、末端执行器等组成。
电气系统由主控制器、电机驱动器、传感器、开关等组成。
控制系统由机器人控制器和外部设备组成。
焊接系统由焊枪、电源、气源等组成。
下面详细介绍各部分的作用和功能。
1.机械系统机械系统是焊接机器人的主体部分。
机器人操作时可以完成复杂的动作，通过丰富的机械结构实现了多样化的作业。
机械系统由以下部分组成：•电动机：机器人动力的来源。
•减速器：降低电动机的转速，改变运动方向。
•传动系统：将电动机的力传输到末端执行器。
•关节：机器人的关节部分提供关节转动的能力。
•末端执行器：放置工件并执行焊接动作。
2.电气系统电气系统是机器人工作稳定的保证。
电气系统由以下部分组成：•主控制器：接受运动指令并将其转换为机器人相应动作。
•电机驱动器：将主控制器的信号转成电气信号，驱动电动机并控制其转速。
•传感器：测量机器人当前的动作状态，以便对机械、电气、焊接系统等进行调整。
•开关：开关电源并控制工作状态。
3.控制系统控制系统是实现机器人自动化生产的重要组成部分，主要由以下部分组成：•机器人控制器：将主机器人的动作指令转换为具体的动作。
•外部设备：实现对机器人的远程控制，辅助机器人完成生产任务。
4.焊接系统焊接系统是焊接机器人的核心部分，主要包括以下几个部分：•焊枪：焊接机器人操作工作的核心部分。
•焊接电源：为焊接提供能量。
•气源：提供气体。
三、焊接机器人安全操作规程焊接机器人是类似机械臂的设备，操作容易受到干扰，给操作者带来极大的危险。
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
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，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。
自动控制机器人焊接技术员岗位职责
自动控制机器人焊接技术员岗位职责
1. 根据图纸和工艺要求设置焊接机器人的程序，并调试，确保
机器人能够精准地执行焊接任务。
2. 负责机器人自动焊工艺参数的设定和优化，对于焊缝形态和
质量进行评估和控制。
3. 确定焊接材料规格，并按照工艺要求安装和调节所需要的焊
接设备。
4. 负责焊接过程中的监控和控制，及时发现焊接中的问题并进
行调整。
5. 负责维护机器人焊接设备，包括机器人、焊枪、加热器、控
制系统等的日常维修、保养和更换。
6. 负责机器人操作规程的编制和维护，确保操作过程的安全性。
7. 协调与其他部门的配合工作，及时交流工艺和生产情况，保
证生产的正常进行。
8. 熟悉并遵守现场安全规定和操作规程，确保生产状况的安全
性和卫生环境的良好。
9. 参与生产制定及质量控制，负责焊接部件的外观检查和内在
质量控制。
10. 维护生产数据的统计和记录，编制并负责机器人焊接工艺
文档的归档及存档工作。
11. 在公司的培训和学习过程中不断提升自己的业务水平和综
合素质，为公司的不断发展做出贡献。
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，其工作原理主要包括以下几个方面：感知、计划、执行和控制。
首先，焊接机器人通过感知系统获取环境信息。
它通常配备有传感器，如视觉感知系统、力传感器等，用于检测焊接工件的位置、形状、大小以及其它参数。
这些传感器可以通过感知和分析环境，为机器人提供必要的数据。
接下来，焊接机器人会根据感知到的环境信息进行计划。
在计划阶段，机器人会根据焊接工艺要求和焊接路径规划算法，计算出最优的焊接路径和动作轨迹。
这个计划过程一般是由先进的算法和模型完成的，旨在提高焊接效率和焊接质量。
然后，焊接机器人开始执行焊接任务。
它通过携带的焊枪或者焊接工具进行焊接操作。
这些工具通常由电动或气动系统驱动，能够在焊接过程中产生所需的热量和压力。
在执行过程中，焊接机器人会根据计划阶段确定的焊接路径和轨迹进行移动和操作，完成焊接工作。
最后，焊接机器人由控制系统进行控制。
控制系统通常由计算机和相关软件组成，根据机器人的工作需求和指令，实时控制焊接机器人的运动和行为。
通过控制系统的精确控制，焊接机器人能够实现高精度的焊接操作，并保证焊接质量的稳定性和一致性。
总的来说，焊接机器人的工作原理是基于感知、计划、执行和
控制这些步骤。
依靠先进的技术和算法，焊接机器人能够高效、准确地完成各类焊接任务，提高生产效率和产品质量。
焊接机器人的组成
焊接机器人：自动化时代的生产利器
焊接机器人是一种智能化机器人，它的重要组成部分包括机器人
本体、控制系统、末端执行器及其坐标系、传感器等。
下面简单介绍
一下这些部分的作用和组成情况：
1. 机器人本体：焊接机器人主要由机器人臂和手组成，机构类别
按照机器人的使用情况、负载重量不同而有所不同，但大体结构相似。
2.控制系统：焊接机器人的控制系统组成比较复杂，其中包括动
力系统、操作系统、算法系统、检测系统等，其中运动学和动力学的
算法以及自动轨迹规划是其中比较关键的部分。
3. 末端执行器及其坐标系：焊接机器人末端执行器是机器人呈现
其自身特征的关键设备，一般有夹具、焊枪、割枪等末端执行器，这
些末端执行器的坐标系和工件坐标系的差异，需要通过计算和数学模
型来协同完成任务。
4. 传感器：焊接机器人采用的传感器包括视觉传感器、力觉传感器、温度传感器、气体浓度传感器等，这些传感器的作用是获取工作
环境中的信息，以便于计算机对机器人进行控制和处理。
总的来说，焊接机器人在不同的组成部分之间协同作用才能保证
焊接的精确和高效。
对于制造行业来说，焊接机器人被认为是将自动
化技术引到顶峰的代表，它的广泛应用将大大促进工业的发展和转型
升级。
焊接机器人原理
焊接机器人原理
焊接机器人是一种自动化设备，它使用先进的机械臂和控制系统来进行焊接作业。
焊接机器人的原理可以分为以下几个方面：
1. 传感器：焊接机器人配备了多种传感器，如视觉传感器、压力传感器和力传感器等。
这些传感器可以监测焊接过程中的参数，如焊枪位置、焊接强度和焊接速度等，从而实现精确的焊接操作。
2. 编程系统：焊接机器人需要先进行编程才能执行焊接任务。
编程系统可以通过图形化编程界面或编码方式，将焊接路径、参数和工艺要求等信息输入到机器人控制系统中，以便机器人能够按照设定的路径和参数进行焊接。
3. 机械臂：焊接机器人的机械臂通常采用多轴关节结构，可以模拟人的手臂运动。
机械臂上装配有焊枪和夹具等工具，通过旋转、伸缩和抬升等动作，完成焊接作业。
4. 控制系统：焊接机器人的控制系统是整个系统的核心，它负责接收编程系统输入的指令，控制机械臂的运动和焊接参数的调整，同时监控传感器的数据反馈，并对机器人进行实时的控制和调整。
5. 动力系统：焊接机器人通常采用电动驱动系统，通过电机驱动机械臂的运动。
电池、电源和线缆等是提供机器人动力的必要设备。
6. 自动化装置：为了实现完全自动化的焊接作业，焊接机器人还需要配备自动化装置，如供料装置、夹具更换装置和焊接工件输送装置等。
这些自动化装置能够使机器人在完成一次焊接后，自动调整焊接位置和参数，并进行下一次焊接任务。
综上所述，焊接机器人通过传感器、编程系统、机械臂、控制系统、动力系统和自动化装置这些组成部分的协同作用，实现了自动化、高效、精确的焊接操作。
基于PLC的机器人自动控制系统的设计
基于PLC的机器人自动控制系统的设计
马芳玲
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)004
【摘要】机器人的工作过程是由气缸驱动的,针对电磁阀的控制要求,本文提出了以可编程控制器(PLC)为控制核心的机械手的自动控制系统、工作方式以及实现方法,概述了机器人的设计及应用.
【总页数】1页(P251)
【作者】马芳玲
【作者单位】天津职业技术师范大学;天津市汉沽中专
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于PLC的焊接机器人自动控制系统设计
2.基于PLC的焊接机器人自动控制系统设计
3.基于PLC和机器人技术的锂电池拆解自动控制系统研究
4.基于PLC的工业机器人自动控制系统设计
5.基于PLC的焊接机器人自动控制系统的设计
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焊接机器人系统教材PPT课件
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
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
内容
焊接机器人操作机 机器人焊接系统 外围设备
焊接机器人系统பைடு நூலகம்材(PPT77页)
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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。
（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、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
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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；
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2、点焊装置
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装备组成
➢ 焊钳； ➢ 变压器； ➢ 定时器。
焊接机器人控制原理
焊接机器人控制原理
焊接机器人是一种自动化的焊接设备，它能够代替人工进行焊接作业，提高生
产效率，降低劳动强度，保证焊接质量。
焊接机器人的控制原理是其能够自主地感知焊接环境，做出相应的动作和调整，从而完成焊接任务。
首先，焊接机器人的控制原理基于传感器技术。
焊接机器人通常配备了各种传
感器，如视觉传感器、力传感器、温度传感器等。
这些传感器能够实时地感知焊接过程中的各种参数，比如焊缝的位置、材料的变形、焊接温度等。
通过传感器技术，焊接机器人能够及时地获取焊接过程中的各种信息，为后续的控制提供数据支持。
其次，焊接机器人的控制原理基于运动控制技术。
焊接机器人通常采用多轴联
动的结构，能够实现多自由度的运动。
通过运动控制技术，焊接机器人能够根据传感器获取的信息，做出相应的运动调整，确保焊接过程中的精准度和稳定性。
同时，运动控制技术还能够实现焊接路径的规划和优化，提高焊接效率和质量。
此外，焊接机器人的控制原理还基于智能控制技术。
随着人工智能技术的发展，焊接机器人能够通过学习和优化算法，不断提升自身的控制能力。
通过智能控制技术，焊接机器人能够根据不同的焊接任务，自主地做出决策和调整，适应不同的焊接环境和材料。
总的来说，焊接机器人的控制原理是基于传感器技术、运动控制技术和智能控
制技术的综合应用。
通过这些技术的支持，焊接机器人能够实现自主感知、精准运动和智能决策，从而完成各种复杂的焊接任务。
随着科技的不断进步，相信焊接机器人的控制原理会变得更加先进和完善，为焊接行业带来更大的便利和效益。
otc焊接机器人讲义完结版分解
宁波技师学院船舶系焊接机器人讲义宁波技师学院船舶系李旭明夏琦男焊接机器人讲义目录1.基本操作。
12.常用术语。
63.T/P 键及操作面板的认识。
10 4．常数菜单的学习。
17 5.实例操作。
79 1）平位平面图形的编程2）平焊直道加摇动的焊接3）平角焊缝的焊接4）空间复杂地点的编程基本操作基本操作进行示教进入示教模式（操作面板）（T/P ）投入运行准备选择手动坐标系选择手动速度以手动移动机器人选择程序记录步骤挪动命令应用命令输入参数记录 END选择步骤插入步骤挪动命令应用命令输入参数删除步骤覆盖步骤只修正移动命令的地点进行确认选择行进退后检查的速度进行行进退后检查排除输入等候排除焊接完成等候进行速度OVERRIDE以手动方式使输出信号ON/OFF进行自动运行进入再生模式设定运行模式设定启动选择、程序选择启动停止断开运行准备小诀要大方便可用屏幕编写进行任何修正为程序取名字从名字一览表选择程序删除程序复制程序显示监察器在监察器间挪动关闭监察器常用术语坐标标准以机器人的正面为基准，其前后为X 坐标，左右为Y 坐标，上下为 Z 坐标的正交坐标。
正确称为机器人坐标或机械坐标。
此坐标成为直线内插动作或移位（SHIFT）动作等的计算基准。
坐标变换标准比方把离线示教（ OFF-LINE TEACHING）编制的作业程序下载于实质的机器人的情况，机器人与工件的相对地点会有变化（包括移位、旋转、倾斜）时，将作业结束程序的地点加以校订的功能。
程序变换功能中之一种。
工具坐标标准以工具为基准的坐标系。
一定依照实质装上的工具形状、方向加以设定。
依据工具的安装面（凸缘面：FLANGE面）到工具前端的长度与角度加以定义。
用户坐标标准不是机器人固有的坐标，是将外头设备的设置状态加以合并设定的坐标系。
一设定章很简单示教精度标准机器人虽会正确再生所示教的地点，但依场所，也有不须正确决定地点的地方。
依据什么程度的精度来动作，由精确度（ ACCURACY）的数值来指定。
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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Biblioteka 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
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； 3、改善劳动条件； 4、降低工人技术操作水平； 5、缩短产品更新换代周期； 6、降低生产成本； 7、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化； 8、在各种极限条件下完成焊接作业。
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：
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、驱动方式：
气压驱动机器人适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。
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。
焊接机器人控制系统
焊接机器人运动控制系统作为焊接机器人的用户，为正确选择、合理使用并做到能常规维护焊接机器人，必须对焊接机器人的运动控制系统有一定层次的了解。
1.对机器人运动控制系统的一般要求机器人控制系统是机器人的重要组成部分，主要用于对机器人运动的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：1.1 记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。
1.2 示教功能：离线编程、在线示教、间接示教。
在线示教包括示教盒和导引示教两种。
1.3 与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。
1.4 坐标设置功能：有关节坐标系、绝对坐标系、工具坐标系和用户自定义四种坐标系。
1.5 人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。
1.6 传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。
1.7 位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。
1.8 故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。
2 焊接机器人运动控制系统（硬件）的组成焊接机器人运动控制系统中的硬件（图4）一般包括：2.1 控制计算机。
控制系统的调度指挥机构。
一般为微型机，其微处理器有32位、64位等，如奔腾系列CPU以及其他类型CPU；2.2 示教盒。
示教焊接机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作。
示教盒拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现人机信息交互； 2.3 操作面板。
由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作；2.4 硬盘和软盘存储器。
存储焊接机器人工作程序以及各种焊接工艺参数数据库的外围存储器；2.5 数字和模拟量输入输出。
各种状态和控制命令的输入或输出。
2.6 打印机接口。
记录需要输出的各种信息。
2.7 传感器接口。
用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。
对一般的点焊或弧焊机器人来说，控制系统中并不设置力觉、触觉和视觉传感器。
机器人自动焊接工作站技术方案
机器人自动焊接工作站技术方案一、引言机器人自动焊接工作站是一种用于工业生产中的自动化设备，通过机器人实现焊接操作，可以提高生产效率、降低劳动强度和减少人为错误，是现代制造业中不可或缺的一种设备。
本文将详细介绍机器人自动焊接工作站的技术方案，包括硬件设备、软件系统和安全控制等方面。
二、硬件设备1.焊接机器人焊接机器人是机器人自动焊接工作站的核心设备，主要负责焊接操作。
它应该具备高精度、高速度和稳定性等特点，以保证焊接质量。
选择适合的焊接机器人应考虑到焊接工件的大小、形状和材料等因素，并根据实际需求选择机器人的自由度和负载能力等参数。
2.焊接装置焊接装置是指焊接工具和焊接电源等设备。
焊接工具可以根据不同的焊接工艺选择，如焊枪、焊剂和焊丝等。
焊接电源应具备稳定的电压输出，以保证焊接能量的稳定性。
3.传感器传感器用于检测焊接过程中的相关信息，如焊接温度、焊缝位置和焊接速度等。
常用的传感器有红外线传感器、温度传感器和力传感器等，可以实时监测焊接质量，并进行相应的调整。
4.控制系统控制系统是机器人自动焊接工作站的智能核心，可实现对焊接过程的精确控制。
控制系统应具备高速度、高精度和实时响应的特点，以确保焊接操作的准确性和稳定性。
三、软件系统1.焊接路径规划焊接路径规划是通过对焊接工件进行几何和特征分析，确定焊接路径的过程。
软件系统应具备自动识别焊缝和焊接点的能力，并基于已有的焊接参数生成相应的焊接路径，以提高焊接效率和质量。
2.运动控制运动控制是指对焊接机器人的轨迹和速度进行控制。
软件系统应根据焊接路径规划生成的路径，实现焊接机器人的精确运动控制。
为了提高焊接速度和稳定性，可以采用基于模型预测控制（MPC）等先进控制算法。
3.监控监控功能可以实时获取焊接过程中的各项参数，并进行实时监控和反馈。
软件系统应具备报警和故障检测机制，以及数据记录和分析功能，以便对焊接质量和设备状况进行评估和改进。
四、安全控制1.环境安全焊接过程中会产生高温和有害气体等危险物质，因此需要对工作站进行良好的通风和消防措施，以确保操作环境的安全。
弧焊机器人系统的组成
弧焊机器人系统的组成一、引言随着工业自动化的迅速发展，机器人已经成为现代制造业不可或缺的一部分。
弧焊机器人作为其中的一种类型，广泛应用于汽车制造、船舶建造、航天航空等领域。
本文将介绍弧焊机器人系统的组成，包括机器人本体、控制系统、感知系统、焊接设备等方面。
二、机器人本体弧焊机器人本体是系统的核心组成部分，它通常由机械臂、末端执行器、传感器等组成。
机械臂是机器人的主要运动部件，它可以根据预设的程序进行自由度的运动，完成焊接任务。
末端执行器是机械臂的末端装置，用于固定焊枪或焊丝，并进行焊接操作。
传感器可以实时感知焊接过程中的温度、电流、电压等参数，以及工件表面的形状和位置信息，为控制系统提供反馈。
三、控制系统弧焊机器人的控制系统负责机器人的运动控制和焊接过程的监控。
它通常由控制器、编程设备和通信接口等组成。
控制器是机器人的大脑，根据预设的程序指导机械臂的运动，并控制焊接设备的开关。
编程设备用于编写、修改和管理机器人的程序，可以实现多种焊接路径和焊接模式的切换。
通信接口用于与上位机或其他设备进行数据传输和系统集成。
四、感知系统弧焊机器人的感知系统主要用于获取焊接过程中的工件信息和环境信息。
它通常包括视觉传感器、力传感器和温度传感器等。
视觉传感器可以实时捕捉焊接过程中的图像，并进行图像处理和分析，用于焊缝的检测和位置的校准。
力传感器可以实时测量焊接过程中的接触力和压力，用于焊接质量的控制和调整。
温度传感器可以实时监测焊接过程中的温度变化，用于焊接参数的调整和优化。
五、焊接设备弧焊机器人的焊接设备包括焊枪、焊丝、电源等。
焊枪是机器人进行焊接操作的工具，它负责将电弧和焊丝带到焊缝上，完成熔化和连接。
焊丝是焊接过程中的填充材料，通过焊枪送入焊缝，与工件熔化后形成连接。
电源是提供焊接电流和电压的设备，它根据焊接要求提供适当的电能，保证焊接质量和稳定性。
六、安全系统弧焊机器人的安全系统是保障操作人员和设备安全的重要组成部分。
焊接机器人的运动控制系统设计与实现
焊接机器人的运动控制系统设计与实现随着现代工业的发展，焊接机器人的应用越来越广泛，成为工业自动化生产的重要组成部分。
焊接机器人的运动控制系统设计和实现是焊接机器人技术的核心，影响着焊接机器人的性能和使用效果。
本文将从焊接机器人的运动控制系统设计和实现这一重要方面，进行详细的阐述。
一、焊接机器人的运动控制系统概述焊接机器人通常由机械手臂、控制器和焊接装置等组成。
其运动控制系统主要包括位置控制、速度控制和力控制三大部分。
其中，位置控制是指控制机器人末端执行器的位置；速度控制是指控制机器人末端执行器的速度；力控制是指控制机器人末端执行器施加在工件上的力。
焊接机器人的运动控制系统设计和实现是通过控制器来完成的。
控制器负责解决机器人的运动路径规划、运动轨迹控制以及运动过程中出现的干扰问题等。
在运动控制系统中，还需要根据焊接需求来设计相应的控制策略，以保证焊接质量，提高焊接效率。
二、焊接机器人的运动控制系统设计方案在焊接机器人的运动控制系统设计中，需要考虑以下几个方面：1. 焊接机器人的末端执行器设计末端执行器是指连接焊接机器人末端的操作工具，通常由焊钳或焊枪等组成。
末端执行器的设计需要考虑焊接工件的形状、尺寸及重量等因素，并进行适当的优化以提高焊接效果和质量。
通常，末端执行器的设计需要与焊接机器人的运动系统、力控制系统紧密结合，以确保末端执行器能够稳定、精准地对焊接工件进行焊接。
2. 焊接机器人的运动系统设计焊接机器人的运动系统是指焊接机器人的机械手臂及其各类传动装置。
运动系统的设计需要考虑机械器件的刚度、精度及稳定性等因素，以确保机器人能够准确地运动到预定位置，并能够稳定地进行焊接操作。
3. 焊接机器人的控制器设计控制器是焊接机器人运动控制系统的核心，负责焊接机器人的运动控制和装置状态的监测。
焊接机器人的控制器需要根据焊接工艺的需求来设计相应的控制算法，并采用先进的控制器硬件平台来保证焊接机器人的稳定性和可靠性。
简述焊接的定义
焊接的定义焊接的概述焊接是一种常见的金属连接技术，通过加热两个或多个金属工件，使其部分或全部熔化，并在冷却后形成牢固的连接。
焊接广泛应用于制造业和建筑业领域，用于制造和维修各种金属结构和器件。
焊接的原理焊接的主要原理是利用热能将接触面加热到足够高的温度，使金属发生熔化和融合，形成一个均匀且持久的连接。
焊接过程中，通常使用电弧、气体火焰或激光等热源来提供热能。
焊接的分类焊接可以根据不同的标准进行分类，以下是几种常见的分类方式：按焊接方式分类1.手工焊接：操作人员手动控制焊接电弧或火焰进行焊接。
2.机器人焊接：利用机器人自动控制焊接过程，提高生产效率和焊接质量。
按焊接材料分类1.金属焊接：焊接不同金属工件，如钢、铝、铜等。
2.塑料焊接：焊接不同种类的塑料工件，如聚乙烯、聚丙烯等。
3.陶瓷焊接：焊接陶瓷工件，如瓷砖、陶瓷管等。
按焊接方法分类1.电弧焊接：利用电弧产生的高温进行焊接，如手工电弧焊、氩弧焊等。
2.焊接接触熔渣保护焊接：在焊接过程中使用熔渣保护焊接区域，如保护焊、含能焊等。
3.感应焊接：利用感应加热原理进行焊接，如感应钎焊、感应压焊等。
按焊接热源分类1.气焊：使用氧/乙炔火焰作为热源进行焊接。
2.电焊：使用电流作为热源进行焊接，如手工电弧焊、气体保护焊等。
3.激光焊：使用激光光束作为热源进行焊接，具有高能量密度、焊接速度快等优点。
焊接的应用焊接广泛应用于各个行业和领域，以下是几个常见的应用领域：制造业1.汽车制造：焊接用于汽车车身和车架的制造。
2.船舶制造：焊接用于船舶的钢板焊接和管道连接。
3.铁路制造：焊接用于铁轨的连接和钢轨的焊接等。
建筑业1.建筑结构：焊接用于连接建筑结构中的钢梁、钢柱等金属构件。
2.管道安装：焊接用于连接建筑物中的管道系统，如供水管道、暖气管道等。
能源行业1.油气管道：焊接用于连接输油管道、天然气管道等。
2.发电设备：焊接用于连接发电设备中的金属部件。
其他行业1.家具制造：焊接用于家具制造中的金属连接，如沙发、床等。
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图4-49 弧焊机器人焊缝跟踪系统结构框图
2）基于CAN总线的焊接机器人原理
图4-50为基于CAN总线的焊接机器人的总体设计框图。 系统的工作原理为：IPC将操作者的命令换成PCCAN控 制卡识别的数据，PCCAN控制卡接到数据后按照CAN总线的 协议标准，以“标识符—数据长度—数据场”的形式发送 给各轴的控制卡。各轴控制卡依据标识符判断是否为自己 应处理的数据，若是，则按照相应的算法解释数据场的内 容，转化成驱动步进电机的信号，控制焊接执行机构完成 相应的动作。各轴之间也按CAN协议相互通信，实现动作 的协调进行。编码器实时监测机构的动作，将误差反馈给 相应轴的控制卡中进行拟合，从而实现系统的闭环控制。 PCCAN采用了CSMA/CD的信息传输控制技术，允许总线上各 结点平等地享用总线。
图4-50 CAN总线的焊接机器人的总体设计框图
（3） 弧焊机器人在生产中具有以下作用：
（1）稳定和提高焊接质量，保证其均一性。采用机器人焊接 时可以保证每条焊缝的焊接参数稳定不变，使焊缝质量受人的 因素影响降低到最小，因此焊接质量很稳定。 （2）提高焊接生产率。对于弧焊机器人生产线来说，它由一 台调度计算机控制，只要白天装配好足够的焊件，并放到存放 工位，夜间就可以实现无人或少人生产。 （3）改善劳动条件。电弧焊时，存在弧光、烟尘、飞溅、热 辐射等不利于操作者身体健康的因素，而使用弧焊机器人以后， 可以使焊接操作者远离上述不利因素。 （4）可用在核能设备、空间站建设、深水焊接等极限条件下， 完成人工难以进行的焊接作业。 （5）为建立柔性焊接生产线提供技术基础。
根据对产品的适应能力，焊接自动化系统可以分为： “刚性”自动化系统，也称专机，主要针对大批量定型 产品，特点为成本低、效率高，但适应的产品单一。一 旦产品换型，生产线就要更换。
“柔性”自动化系统，主要指通过编程可改变操作的机
器，产品换型时，只需通过改变相应程序，便可适应新 产品。机器人属于典型的具有柔性的设备。 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
焊接机器人应用中最普通的主要有两种，弧焊机器人和 点焊机器人。分别能进行电弧焊自动操作和电焊自动操作。 弧焊机器人从60年代诞生到现在可分为三代: 第一代:示教在线型 第二代:基于一定传感信息的离线编程
第三代:智能机器人
与点焊机器人相比，弧焊机器人有以下特点：
（1）点焊机器人受控运动方式是点位控制型，只在目标点 上完成操作；而弧焊机器人受控运动方式是连续轨迹控制型， 即机械手总成终端按预期的轨迹和速度运动。 （2）由于弧焊过程比点焊过程复杂得多，要求机器人终端 的运动轨迹的重复精度、焊枪的姿态、焊接参数都要有更精 确的控制。 （3）弧焊机器人经常工作在焊缝短而多的情况，需要频繁 地引弧和收弧，因此要求机器人具有可靠的引弧和收弧功能。 对于空间焊缝，为了确保焊接质量，还需要机器人能实时调 整焊接参数。 （4）电弧焊时容易发生粘丝、断丝等故障，如不及时采取 措施，将会损坏机器人或报废废工件，因此要求机器人必须 具有及时检出故障并实时自动停车、报警等功能。
图4-51 示教再现型弧焊机器人的构成
(2) 示教再现型弧焊机器人的工作过程
• 示教再现型弧焊机器人的显著特征是焊接前先示教，图452是示教原理图。 • 虚线框内位控制器中的控制计算机，它的任务是规划和管 理。示教前，把图中的转换开关A拨到“示教”位置，示 教盒上的各种按钮可单独控制机器人各运动轴的动作，并 能设定所需要的焊接参数。例如，当按动“臂架上摆”或 “臂架下摆”按钮并给出相应摆角位置时，其指示信号经 转换处理器4、5转换为臂架伺服驱动坐标信号，与码盘11 信号比较后，经转换处理器8、伺服放大器9成为伺服电动 机10的驱动信号。当按动编程按钮B时，内存6将记忆其位 置信息。如此依次进行，即可完成全部示教。
4.8 弧焊机器人
4.8.1. 焊接机器人概述
机器人的定义： 美国机器人学会（The Robot Institute of America ， 1979) : 一个可再编程的多功能操作器，用来移动材料、 零部件、工具等；或一个通过编程用于完成各种任务的专 用设备。
国际标准化组织（ISO），1987： 工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能， 能完成各种作业的可编程操作机。
外科手术机器人
双足仿人机器人
球机器人
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某几个人完成的情况
，出现了“王麻子菜刀”、“张小泉剪刀”、“张氏陀螺”
。
手工操作受操作人员情绪等个人状态的影响，产品质量不稳 定。所以现代企业要尽量摆脱这种对专门人员的依赖，采用 自动化的机器设备来保证产品质量及效率。 20世纪70年代：工业机器人技术被应用到焊接领域，焊接自 动化程度发生了质的飞跃，焊接质量及效率得到显著提高。
主要机器人厂家 日本：Motoman、OTC、Panasonic、FANUC等 美国：Adept等 欧洲：奥地利IGM、德国CLOOS、KUKA、瑞典ABB 韩国：HYUNDAI 沈阳新松
FANUC
华宇I型弧焊机器人
弧焊机器人
点焊机器人
伐根机器人
摘果机器人
擦玻璃机器人
无人潜水器
排爆机器人
图4-53 智能型弧焊机器人主要的硬件构成
(2) 智能型弧焊机器人的工作过程 • 在开始焊接之前，通过视觉传感器观察并识别焊接环境、 条件，提取焊件的形状、结构、等信息。然后根据环境和 焊件接缝信息，利用知识库单元和系统仿真单元来选择合 适的焊接工艺参数和控制方法，以及进行必要的机器人焊 接运动路径、焊枪规划与焊接过程仿真。 • 确定焊接任务可实施以后，通过焊缝导引单元，运用安装 在机械手总成末端的视觉传感器在局部范围内搜索机器人 初始焊接位置。确定初始焊接位置后，自主引导机器人焊 枪到达初始焊接位置。 • 焊接开始以后，采用视觉传感器观察熔池的变化，提取熔 池，判断熔池变化状态，采取适当的控制策略，实现对焊 接熔池动态变化的智能控制。同时，利用焊缝跟踪单元直 接通过机器人运动前方的视觉传感器实时识别焊缝间隙特 征，进行机器人运动导引，实现焊缝跟踪。
c 弧焊机器人CAN总线控制网络
1）CAN总线特点 CAN总线协议是一种新型的串行总线协议，现在已经 被越来越多地应用在弧焊机器人的控制中。CAN总线是一 种多主站总线，通信介质可以是多绞线、同轴电缆或光导 纤维。CAN网络与一般网络的区别在于，它是一种专门用 于工业自动化的网络，其物理特性及网络协议特性更强调 工业自动化的低层检测及控制。 CAN协议的一个最大特点是可以对通信数据块进行编 码，使不同的结点同时接受到相同的数据，这一点在分布 式控制系统中是非常有用的。CAN协议采用CRC检验并提供 了相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。
“焊缝跟踪单元”的功能是在机器人导引到初始焊接位置并开始 焊接后，利用焊缝识别摄像机CCD1在工作空间内实时拍摄焊缝 的图像，通过计算机图像处理，提取焊缝形状和方向特征，并 根据焊缝位置确定焊枪下一步纠偏运动方向和位移的量，并将 这些信息上报中央控制计算机，通过中央控制计算机和机器人 控制器来驱动机器人焊枪端点，以跟踪焊缝走向和位置纠偏。 “熔透控制单元”的功能是利用熔池监视摄像机CCD2获取机器 人运动后的半部熔池变化图像，通过计算机图像处理，提取熔 池形状特征。通过中央控制计算机结合相应的工艺参数和预先 建立的焊接熔池动态过程模型预测熔深、熔宽、余高和熔透等 参数，调用合适的控制策略，给出适当的焊接参数调整以及机 器人运动速度、姿态和送丝速度的调节变化，通过焊接电源和 机器人执行，实现对焊缝熔透和成形的控制。
4.8.4. 智能型弧焊机器人的组成
(1)智能型弧焊机器人系统主要的硬件构成 硬件构成图4-53 “系统仿真单元”有两个功能：一个事 机器人运动控制仿真，负责机器人运动模型的创建、焊接过 程仿真、焊接路径规划等；另一个是焊接动态过程仿真，负 责焊接参数与焊缝成形的动态过程仿真。 “知识库单元”是焊接机器人专家系统，负责焊接工艺的 制定和选择、焊接顺序的规划等。 “焊缝导引单元”的功能是利用焊缝识别摄像机CCD1拍 摄焊件的图像，通过计算机图像处理和立体匹配，提取焊缝 的初始点在三维空间内的坐标，上传到中央控制计算机，由 中央控制计算机和机器人控制器来控制焊枪到达初始焊位， 准备焊接。
4.8.3 示教再现型弧焊机器人
目前在役的弧焊机器人大多数为示教再现型弧焊机器人。 这种机器人可以在其工作空间内精确地再现已示教过的操作。 所谓示教，就是由操作者借助于示教盒上的各种按钮，或由 操作者握住机械手总成的末端，带动机器人的机械手臂按实 际程序操作一番。 (1)示教再现型弧焊机器人系统的构成 示教再现型弧焊机器人的构成如图4-51所示。由机器人部 分和焊接设备构成。
图4-52 示教再现原理
• 经过示教后，将图4-52的转换开关A拨到“再现”位置。 启动后，控制计算机将从内存中依次读出各运动轴的位置 信号，并经过路径生成处理器7与实际位置信号比较后输 出，就可通过伺服放大器9至伺服电动机10控制各运动轴。 如此一步一步地再现示教工作，即可完成整个焊接工作。 • 示教再现型弧焊机器人由于焊接路径和焊接参数是根据实 际作业条件预先设置的，焊接时缺少外部信息传感和适时 调整功能，使得机器人不能适应焊接环境和焊接过程的变 化，因此出现了智能型弧焊机器人，智能型弧焊机器人是 装有多种传感器，接收作业指令后能根据客观环境自行编 程的具有高度适应能力的高级弧焊机器人。
（2）弧焊机器人工作原理 ① 弧焊机器人的构成 弧焊机器人主要包括机器人和焊接系统两部分。弧焊机 器人焊接系统一般由焊机、送丝机构、回转自动变位机、 焊枪清洗装置和安全装置等组成，如图4-47所示。 图4-48是弧焊机器人用两轴数控焊接变位机的硬件结构 图。
图4-47 系统设备布置图
4.8 弧焊机器人
图4-48 弧焊机器人用两轴数控焊接变位机的硬件结构图