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焊接機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用?


焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)的融合，焊接機(jī)器人能否在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)越性，取決于這幾方面技術(shù)的共同提高，而系統(tǒng)工程技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)和焊接技術(shù)的粘合劑。目前，焊接工藝正以驚人的發(fā)展速度成為工業(yè)生產(chǎn)中的主流工藝，而焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率是任何企業(yè)都不能忽視的問(wèn)題，因而焊接機(jī)器人的廣泛應(yīng)用勢(shì)在必行。過(guò)去，由于國(guó)內(nèi)缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，對(duì)機(jī)器人的應(yīng)用缺乏深層次的開(kāi)發(fā)和利用，使它的利用效率遠(yuǎn)沒(méi)有很好地體現(xiàn)出來(lái)。如今，這種狀況正在迅速地改變。?
機(jī)器人的特點(diǎn)?
1.柔性?
機(jī)器人是數(shù)控立體作業(yè)機(jī)床，具有六個(gè)自由度，不僅可以實(shí)現(xiàn)焊槍位置的可達(dá)性，還可以實(shí)現(xiàn)焊槍的角度變化。雖然它的精度不能與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，但對(duì)于焊接生產(chǎn)而言，機(jī)器人的重復(fù)定位精度已完成能夠勝任。?






從經(jīng)營(yíng)角度看，設(shè)備的購(gòu)入與產(chǎn)出平衡對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，加之市場(chǎng)的影響，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期相對(duì)縮短。如果采用焊接專(zhuān)機(jī)進(jìn)行焊接生產(chǎn)，在產(chǎn)品換型時(shí)，焊接專(zhuān)機(jī)很難快速地適應(yīng)產(chǎn)品的變化，從而阻礙了新產(chǎn)品的推出速度，這種延誤極有可能?chē)?yán)重影響企業(yè)的快速發(fā)展。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接生產(chǎn)，企業(yè)只需編制一個(gè)新程序即可實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的投產(chǎn)，可使企業(yè)在市場(chǎng)上搶得先機(jī)。?
2.人機(jī)對(duì)話?
人機(jī)對(duì)話意味著自動(dòng)化程度的提高，同時(shí)也給我們帶來(lái)了效率和效益。人機(jī)對(duì)話是“指令”和“傳感”的交流，它的發(fā)展依賴(lài)于傳感技術(shù)的發(fā)展。目前在焊接機(jī)器人工作站上，已經(jīng)有越來(lái)越多的各種傳感器得到使用，比如，借助電流檢出裝置，可以實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的跟蹤；利用視覺(jué)傳感器，可以實(shí)現(xiàn)焊縫位置的檢測(cè)。?

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3.在中國(guó)的應(yīng)用特點(diǎn)?
（1）我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車(chē)等行業(yè)。汽車(chē)是焊接機(jī)器人的用戶，也是最早的用戶，汽車(chē)制造和汽車(chē)零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76。在汽車(chē)行業(yè)中，點(diǎn)焊機(jī)器人與弧焊機(jī)器人的比例為3：2，而其他行業(yè)大都是以弧焊機(jī)器人為主。?
（2）20世紀(jì)90年代以來(lái)，先進(jìn)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備及工藝裝備的引進(jìn)使我國(guó)的汽車(chē)制造水平訊速提高到規(guī)模化生產(chǎn)，國(guó)外焊接機(jī)器人大量進(jìn)入中國(guó)。?




（3）我國(guó)的焊接裝備水平、前后道工序設(shè)備的制造水平及系統(tǒng)集成能力與國(guó)外仍然存在很大差距，這直接制約了機(jī)器人在國(guó)內(nèi)其它行業(yè)的發(fā)展。?
（4）大家對(duì)機(jī)器人的理解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，一些人對(duì)它要求太高，片面認(rèn)為無(wú)論什么產(chǎn)品，它都可以進(jìn)行焊接。機(jī)器人使用的好壞代表一個(gè)企業(yè)的制造水平，因此，企業(yè)必須提高從制造水平才能滿足機(jī)器人焊接的生產(chǎn)要求。?

焊接機(jī)器人的應(yīng)用技術(shù)分析?
1.機(jī)器人與焊接設(shè)備共同發(fā)展?
焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)的融合，焊接機(jī)器人能否在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)越性，取決于這幾方面技術(shù)的共同提高，而系統(tǒng)工程技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)和焊接技術(shù)的粘合劑。以安川電機(jī)的MOTOMAN機(jī)器人為例，過(guò)去幾代機(jī)器人的發(fā)展都是圍繞焊接設(shè)備完成多項(xiàng)焊接專(zhuān)用功能的開(kāi)發(fā)，如焊接參數(shù)的漸變調(diào)節(jié)功能、TIG焊接時(shí)利用擺焊同步技術(shù)進(jìn)行的斷續(xù)填絲焊接功能、弧焊?jìng)鞲衅鳎娀「櫍┕δ芗昂附訉?shí)時(shí)監(jiān)控功能等，都是焊接工藝的需求促使下的開(kāi)發(fā)。?
同樣地，焊接設(shè)備制造商為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化焊接，在焊接電源的設(shè)計(jì)上也做了許多改進(jìn)，如、機(jī)器人可檢出焊縫位置使用的高電壓，焊接電源做到了內(nèi)置；與機(jī)器人的通信接口方面，現(xiàn)在許多焊機(jī)制造商都采用了方便快捷的通信接口。?

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2.焊接機(jī)器人在提高生產(chǎn)效率方面的應(yīng)用?
（1）提高精度，確保高速焊接?
企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)器人意味著追求高效率、高焊接質(zhì)量，因此各機(jī)器人廠家都在焊接速度上尋求突破，而機(jī)器人在軌跡控制上的高精度是高速焊接的可靠保證。?
MOTOMAN機(jī)器人在新一代控制器NX100中，應(yīng)用ARM（AdvancedRobotMotion）控制技術(shù)將各軸的慣性矩、重力矩、機(jī)器人安裝位置等因素納入運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算，大大提高了運(yùn)動(dòng)軌跡的精度。如，在焊接工作站中，我們會(huì)遇到各種機(jī)器人安裝形式（如圖1a），在每種安裝方式中，機(jī)器人各軸所受的重力矩各不相同，我們只要在ARM控制中正確地設(shè)置機(jī)器人對(duì)地面的角度（如圖1b），就會(huì)克服各種安裝方式對(duì)軌跡精度造成的不利影響。?


（2）雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接功能?
有時(shí)我們會(huì)遇到長(zhǎng)形工件，焊縫分布在工件的兩端，若采用1臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行焊接，會(huì)出現(xiàn)因兩端不同時(shí)焊接而造成焊接變形不一致，從而使工件在長(zhǎng)度方向上扭轉(zhuǎn)變形，焊接后的工件難以符合尺寸要求。針對(duì)這種類(lèi)型的工件，我們常采用2臺(tái)機(jī)器人同時(shí)協(xié)調(diào)焊接的方式，這就促生了兩臺(tái)機(jī)器人雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接技術(shù)。在汽車(chē)后橋和消聲器的焊接中，經(jīng)常會(huì)使用到該項(xiàng)技術(shù)。?
2臺(tái)機(jī)器人對(duì)應(yīng)1個(gè)由機(jī)器人外部軸驅(qū)動(dòng)的變位機(jī)，在變位機(jī)順長(zhǎng)擺放的工件上有兩個(gè)鏡像對(duì)稱(chēng)的部件，兩條相似的環(huán)焊縫需要兩臺(tái)機(jī)器人在變位機(jī)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)同步協(xié)調(diào)焊接，通過(guò)這種方式可以將焊接生產(chǎn)的效率提高1倍。?

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（3）點(diǎn)焊機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)?
如果說(shuō)弧焊機(jī)器人的使用大大提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和焊接效率，點(diǎn)焊機(jī)器人則具有更多的優(yōu)勢(shì)，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也更加可觀，主要體現(xiàn)在：?
a.機(jī)器人點(diǎn)焊時(shí)，大多采用鉗體與變壓器一體化方式，變壓器的容量可以減小到1/3～1/4，節(jié)約了能源，并且極大地減輕了操作者繁重的體力勞動(dòng)。?
b.點(diǎn)焊機(jī)器人有更多的控制方式控制焊鉗壓力和焊接條件的自動(dòng)切換，針對(duì)不同打點(diǎn)位置可輕松實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的焊接時(shí)序，大大提高了打點(diǎn)質(zhì)量，避免了焊點(diǎn)漏打、多打及位置不準(zhǔn)確等問(wèn)題。?
c.點(diǎn)焊機(jī)器人在打點(diǎn)效率上的優(yōu)勢(shì)明顯，可提高效率8~10倍。我們的一個(gè)上海的客戶，設(shè)備臨時(shí)出現(xiàn)故障，由于當(dāng)時(shí)工期緊，他們臨時(shí)采用手工來(lái)點(diǎn)焊同樣的工件，結(jié)果4把手工焊鉗在兩個(gè)輪班只能生產(chǎn)40件，而機(jī)器人正常生產(chǎn)時(shí)，在一個(gè)輪班就能完成90件左右。?
d.點(diǎn)焊機(jī)器人可以使用機(jī)器人的一些獨(dú)有技術(shù)進(jìn)一步對(duì)焊接時(shí)序進(jìn)行精確控制，使焊接效率和焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高。如，電動(dòng)焊鉗在機(jī)器人上的使用不僅僅是加壓方式的改變，其優(yōu)勢(shì)更體現(xiàn)在機(jī)器人對(duì)它的行程的控制方面：①可以根據(jù)焊點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)理想的行程；②焊接過(guò)程中可以分段控制焊鉗壓力；③可以控制焊接條件輸出的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；④可以運(yùn)用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式，大大縮短了示教時(shí)間。?

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此外，焊接機(jī)器人的實(shí)用功能還有很多，并已經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，為提高焊接生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量帶來(lái)了明顯的效果。同時(shí)，每個(gè)機(jī)器人廠家對(duì)各種功能的開(kāi)發(fā)也各有特點(diǎn)，可以說(shuō)，在這個(gè)舞臺(tái)上，各種各樣的先進(jìn)技術(shù)始終在不斷涌現(xiàn)，異彩紛呈。?
焊接機(jī)器人生產(chǎn)中的質(zhì)量控制?
焊接機(jī)器人的先進(jìn)技術(shù)為我們提供了很好的生產(chǎn)工具，但這并不意味著我們一定可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的焊接生產(chǎn)。焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，通過(guò)近10年的工作經(jīng)驗(yàn)