焊接機器人及其操作應用.ppt

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1、 焊接機器人及其操作應用 章節(jié)目錄 7.1 焊接機器人的分類及特點 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 7.2.2 弧焊機器人 7.2.3 激光焊接機器人 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 7.3.2 熔焊作業(yè) 7.4 焊接機器人的周邊設(shè)備 . 7.4.1 周邊設(shè)備 7.4.2 工位布局 課前回顧 簡述碼垛機器人如何進行碼垛作業(yè)？ 碼垛機器人有哪些周邊設(shè)備，并敘述 其功用？ 學習目標 所 處 位 置 了解焊接機器人的分類及 能夠識別常見焊接機器人 特點。 【 工作站基本構(gòu)成。 學 掌握焊接機器人的系統(tǒng)基 能夠進行焊接機器人的簡 習 本組成。 目 單弧焊和點焊

2、作業(yè)示教。 標 熟悉焊接機器人作業(yè)示教 】 的基本流程。 熟悉焊接機器人典型周邊 設(shè)備與布局。 導入案例 國內(nèi)首條具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的智能化工業(yè)機器人焊接自 動化生產(chǎn)線成功投入運行 所 處 位 置 隨著機器人和數(shù)字制造 技術(shù)的發(fā)展，以人工智能為 【 代表的智能技術(shù)和機器人為 導 入 代表的智能裝備日益廣泛應 案 例 】 用，以加工和制造為基礎(chǔ)的 勞動密集型產(chǎn)業(yè)模式逐漸被 淘汰，使得全球技術(shù)要素與市場要素的配置方式發(fā)生革命性變化。 2011 年， 國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè) 啟動 “基于工業(yè)機器人的汽車焊接自動化生產(chǎn) 線”項目，重點支持 安徽埃夫特智能裝備 有限公司、奇瑞汽車股份有限公司、哈爾 濱工業(yè)

3、大學、中國科學院自動化研究所、 北京航空航天大學 等單位聯(lián)合研制的項目， 并首次在奇瑞汽車焊接生產(chǎn)線上示范應用， 該生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn) 4 平臺、 6 種以上車型的 白車身柔性化生產(chǎn)，生產(chǎn)線節(jié)拍達到 100 秒 / 車。 安徽埃夫特智能裝備有限公司 安徽埃夫特智能裝備有限公司成立于 2007年 8月，注冊資本 20000萬元，是一家 專門從事工業(yè)機器人、大型物流儲運設(shè)備 及非標生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計和制造的高新技術(shù)企 業(yè)。埃夫特公司擁有各類技術(shù)和管理人才 300余人，先后牽頭承擔工信部國家科技重 大專項 2項，科技部 863計劃項目 4項，發(fā)改 委智能制造裝備發(fā)展專項 2項，安徽省科技 攻關(guān)項目 3項，獲得

4、國家科技進步二等獎 1 項，參與制定機器人行業(yè)國家標準 1項。 相關(guān)視頻 1、保溫杯的焊接 2、豐田車身焊接 3、弧焊機器人 .html?page=videoMultiNeed 4、點焊機器人 .html?page=videoMultiNeed 焊接 焊接： 也稱作熔接、镕接，是一種以加熱、 高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑 性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)。 焊接通過下列三種途徑達成接合的目的： 1、加熱欲接合之工件使之局部熔化形 成熔池，熔池冷卻凝固后便接合，必要時可加入熔填物輔助； 2、單獨加熱熔點較低的焊料，無需熔 化工件本身，借焊料的毛細作用連接工件（如軟釬焊、硬焊）； 3、在相當于

5、或低于工件熔點的溫度下輔以 高壓、疊合擠塑或振動等使兩工件間相互 滲透接合（如鍛焊、固態(tài)焊接）。 依具體的焊接工藝，焊接可細分為氣焊、 電阻焊、電弧焊、感應焊接及激光焊接等 其他特殊焊接。 焊接的能量來源有很多種，包括氣體焰、 電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。 除了在工廠中使用外，焊接還可以在多種 環(huán)境下進行，如野外、水下和太空。無論 在何處，焊接都可能給操作者帶來危險， 所以在進行焊接時必須采取適當?shù)姆雷o措 施。焊接給人體可能造成的傷害包括 燒傷、 觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線 照射過度 等。 7.1 焊接機器人的分類及特點 使用機器人完成一項焊接任務只需要操作者對它進行一次示

6、教，隨后機 器人即可精確地再現(xiàn)示教的每一步操作。如讓 機器人去做另一項工作，無須 改變?nèi)魏斡布?，只要對它?做一次示教即可。其主要優(yōu)點有： 1 ）穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均勻性； 2 ）提高勞動生產(chǎn)率，一天可 24 小時連續(xù)生產(chǎn)； 3 ）改善工人勞動條件，可在有害環(huán)境下工作； 4 ）降低對工人操作技術(shù)的要求； 5 ）縮短產(chǎn)品改型換代的準備周期，減少相 應的設(shè)備投資； 6 ）可實現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化； 7 ）能在空間站建設(shè)、核電站維修、深水焊 接等極限條件下完成人工難以進行的焊接 作業(yè)； 8 ）為焊接柔性生產(chǎn)線提供技術(shù)基礎(chǔ)。 世界各國生產(chǎn)的焊接用機器人基本上都屬 關(guān)節(jié)型機器人 ，絕大部分有

7、 6 個軸，目前 焊接機器人應用中比較普遍的主要有 3 種： 點焊機器人、弧焊機器人 和 激光焊接機器 人 。 c ) 激光焊接機器人機器人 a ) 點焊機器人 b ) 弧焊機器人 點焊 通常分為雙面點焊和單面點焊兩大類。 雙 面點焊時，電極由工件的兩側(cè)向焊接處饋電 。典 型的雙面點焊方式是最常用的方式，這時工件的 兩側(cè)均有電極壓痕。大焊接面積的導電板做下電 極，這樣可以消除或減輕下面工件的壓痕。常用 于裝飾性面板的點焊。同時焊接兩個或多個點焊 的雙面點焊，使用一個變壓器而將各電極并聯(lián)， 這時，所有電流通路的阻抗必須基本相等，而且 每一焊接部位的表面狀態(tài)、材料厚度、電極壓力 都需相同，才能保證

8、通過各個焊點的電流基本一 致采用多個變壓器的雙面多點點焊，這樣可以避 免的不足。 點焊機器人 點焊機器人是用于 點焊自 動作業(yè)的工業(yè)機器人 ，其末端持握 的作業(yè) 工具是 焊鉗 。 實際上，工業(yè)機器人在焊接 領(lǐng)域的應用最早是從汽車裝配生產(chǎn)線上的 電阻點焊開始的。 汽車車身的機器人點焊作業(yè) 所 處 位 置 最初，點焊機器人只用于 增強焊作業(yè) ， 即往已拼接好的工件上增加焊點。后來， 為保證拼接精度，又讓機器人完成定位 焊作業(yè)。 【 課 堂 認 知 】 b ) 車門框架增強焊 a ) 車門框架定位焊 汽車車門的機器人點焊作業(yè) 點焊機器人逐漸被要求有更全的作業(yè)性 能，點焊用機器人不僅要有足 夠的負載能

9、 力， 而且在點與點之間移位時速度要快捷， 動作要平穩(wěn)，定位 要準確，以減少移位的 時間，提高工作效率 。具體來說如下： 所 處 位 置 【 課 堂 認 1) 安裝面積小，工作空間大； 2) 快速完成小節(jié)距的多點定位（如每 0.30.4 s 移動 3050 mm 節(jié)距后定位）； 3) 定位精度高（ 0.25 mm ），以確保焊接 質(zhì)量； 4) 持重大（ 50150 kg ），以便攜帶內(nèi)裝變 壓器的焊鉗； 5) 內(nèi)存容量大，示教簡單，節(jié)省工時； 6) 點焊速度與生產(chǎn)線速度相匹配，同時安全 可靠性好。 知 】 弧焊 電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應用最廣泛的焊接 方法，它的原理是利用 電弧放電 （俗稱電 弧燃

10、燒）所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相 熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固 接頭的焊接過程。 電弧 ： 由焊接電源供給的，在工件 與焊條兩極間產(chǎn)生強烈而持久的氣體放電 現(xiàn)象 叫電弧 電弧 電弧焊 所 弧焊機器人 弧焊機器人是用于弧焊（主要有熔化極 氣體保護焊和非熔化 極氣體保護焊）自動作 業(yè)的工業(yè)機器人，其末端持握的工具是焊槍。 事實上，弧焊過程比點焊過程要復雜得多， 被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻產(chǎn)生變形， 焊縫軌跡會發(fā)生變化。 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 因此，焊接機器人的應用并不是一開始 就用于電弧焊作業(yè)。而是伴隨焊接傳感器 的開發(fā)及其在焊接機器人中的應 用，使機 器人弧焊作業(yè)的焊縫

11、跟蹤與控制問題得到 有效解決。 熔化極氣體保護焊機器人 熔化極氣體保護焊機器人 弧焊機器人 所 處 位 置 【 課 堂 焊接機器人在汽車制造中的應用也 相繼從原來比較單一的汽車裝配點 焊很 快發(fā)展為汽車零部件及其裝配過程中的 電弧焊 。 認 知 】 a ）座椅支架 b ）消音器 汽車零部件的機器人弧焊作業(yè) 所 處 位 置 【 課 堂 由于弧焊工藝早已在諸多行業(yè)中得到普及， 使得弧焊機器人在通用機 械、金屬結(jié)構(gòu)等許多 行業(yè)中得到廣泛運用。 認 知 】 工程機械的機器人弧焊作業(yè) 所 處 位 置 【 課 堂 為適應弧焊作業(yè)，對弧焊機器人的性能 有著特殊的要求。除在運動過程中速度 的 穩(wěn)定性 和 軌跡

12、精度 是兩項重要指標。 其他性能如下 認 知 】 1) 能夠通過示教器設(shè)定焊接條件（電流、電壓、速度等）； 2) 擺動功能； 3) 坡口填充功能； 4) 焊接異常功能檢測； 5) 焊接傳感器（焊接起始點檢測、焊縫跟蹤）的接口功能。 激光焊接 是利用高能量密度的激光束作 為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊 接是激光材料加工技術(shù)應用的重要方面之 一 中國的激光焊接處于世界先進水平， 具備了使用激光成形超過 12平方米的復雜 鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，并投入多個國 產(chǎn)航空科研項目的原型和產(chǎn)品制造中。 2013年 10月，中國焊接專家獲得了焊接領(lǐng) 域最高學術(shù)獎 -布魯克獎，中國激光焊接水 平得到了世界

13、的肯定。 激光焊接機器人 激光焊接機器 人是用于激光焊自動作業(yè)的工業(yè)機器人， 通過高精度工業(yè)機器人實現(xiàn)更加柔性的激 光加工作業(yè)，其末端持握的工具是 激光加 工頭 。 具有最小的熱輸入量，產(chǎn)生極小的 熱影響區(qū)，在顯著提高 焊接產(chǎn)品品質(zhì)的同 時，降低了后續(xù)工作量的時間 。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 a ）激光焊接機器人 b ）激光切割機器人 激光加工機器人 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 汽車車身的激光焊接作業(yè) 激光焊接成為一種成熟的無接觸 的焊接方式已經(jīng)多年，極高的能量密 度使得高速加工和低熱輸入量成為可 能。與機器人電弧焊相比，機器人激 光焊的焊縫跟蹤精度要求更高。 基本

14、性能要求如下： 1 ）高精度軌跡（ 0.1 mm ）； 2 ）持重大（ 3050 kg ），以便攜帶激光加 工頭； 3 ）可與激光器進行高速通信； 4 ）機械臂剛性好，工作范圍大； 5 ）具備良好的振動抑制和控制修正功能。 7.2 焊接機器人的系統(tǒng)組成 7.2.1 點焊機器人 點焊機器人主要由 操作機 、 控制系統(tǒng) 和 點焊焊接系統(tǒng) 等組成 。 點焊機器人本體多為關(guān)節(jié)型 6 自由度。 驅(qū)動方式主要為 液壓驅(qū)動 和 電氣 驅(qū)動 。 控制系統(tǒng)由 本體控制 和 焊接控制 兩部 分組成，點焊焊接系統(tǒng)主要由點焊 控制器 （時控器）、焊鉗（含阻焊變壓器）及水、 電、氣等輔助部分組成 。 焊鉗 能安全、快速

15、地裝上焊條和取下剩 余的焊條殘段；在任一規(guī)定的部位夾 持焊條，均可使其焊到只剩下 50mm長； 在操作者不施加任何外力的情況下， 夾緊制造廠所規(guī)定的各種規(guī)格直徑的 焊條；焊條與工件粘接在一起時，能 將焊條脫離工件。 水冷機 : 水冷機是冷水機的俗稱，田楓冷水機 是一種水冷卻設(shè)備，冷水機是一種能提供 恒溫、恒流、恒壓的冷卻水設(shè)備。 點焊機器人焊鉗（外形結(jié)構(gòu)） a ） C 型焊鉗 b ） X 型焊鉗 7.2.1 點焊機器人 從電極臂加壓驅(qū)動方式，點焊機器人焊鉗分為氣動焊鉗 和伺服焊鉗 2 種。 氣動焊鉗 利用汽缸來加壓，可具有 2-3 個 行程，能夠使電極完成大開、小 開和閉合 3 個動作，電極壓

16、力一旦調(diào)頂不能隨意變化， 目前比較常用。 伺服焊鉗 采用伺服電機驅(qū)動完成焊鉗的 張開和閉合，焊鉗張開度可任意 選定并預置， 且電極間的壓緊力可無級調(diào)節(jié) 。 氣動焊鉗 伺服焊鉗 伺服焊鉗 與 氣動焊鉗 相比，具有 提高工件 的表面質(zhì)量 、 提高生產(chǎn)效率 、 返回 改善 工作環(huán)境 等優(yōu)點。 7.2.1 點焊機器人 依據(jù)阻焊變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系上， 點焊機器人焊鉗可分為 分離式 、 內(nèi)藏式 和 一體式 3 種。 所 處 位 置 分離式焊鉗 阻焊變壓器與鉗體相分離， 兩者之間用二次電纜相連。 【 課 堂 認 知 】 缺點：需要大容量的 阻焊變壓器，電力損 優(yōu)點：減小了機 耗較大，能源利用率 器人的負

17、載，運 低。二次電纜存在限 動速度高，價格 制了點焊工作區(qū)間與 便宜。 焊接位置的選擇。 分離式焊鉗 所 處 位 置 內(nèi)藏式焊鉗 是將阻焊變壓器安放到機器人 機械臂內(nèi)，變壓器的二次電纜可 在內(nèi)部移動。 【 優(yōu)點：二 課 缺點：機器人 次電纜較 堂 本體的設(shè)計變 認 短，變壓 知 得復雜。 器的容量 】 減小。 內(nèi)藏式焊鉗 一體式焊鉗 是將阻焊變壓器和鉗體安 裝在一起，共同固定在機器人機械臂末端 法蘭盤上。 一體式焊鉗 優(yōu)點：省 掉 二次電 纜及 懸掛 變壓器 的 工作架， 節(jié)省能量。 缺點：焊鉗重 量顯著增大， 體積變大，焊 鉗重量在機器 人活動手腕上 產(chǎn)生慣性力易 引起過載 7.2.1 點焊

18、機器人 所 處 按照焊鉗的變壓器形式，又可分為 中頻 焊鉗 和 工頻焊鉗 。中頻焊鉗相對于工頻焊鉗 有以下優(yōu)點： 位 置 【 課 堂 認 1 ）直流焊接； 2 ）焊接變壓器小型化； 3 ）提高電流控制的響應速度，實現(xiàn)工頻 電阻焊機無法實現(xiàn)的焊接工藝焊 接工藝； 4 ）三相平衡負載，降低了電網(wǎng)成本；功 率因數(shù)高，節(jié)能效果好。 知 】 中頻點焊機 :新型電阻焊機。最新型中 頻點焊機，由觸摸屏實現(xiàn)一屏操控，顯 示器能夠顯示每次焊接的焊接電流，并 且能及時的顯示故障及錯誤警告。 綜上， 點焊機器人 焊鉗主要以驅(qū)動和 控制相互組合，可以采用工頻氣動式、工 頻伺服式、中頻氣動式、中頻伺服式。這 幾種形式各

19、有特點，從技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展趨 勢來看，中頻伺服機器人焊鉗應是未來的 主流，它集中了中頻直流點焊和伺服驅(qū)動 的優(yōu)勢，是其他形式無法比擬的。 7.2.2 弧焊機器人 弧焊機器人的組成與點焊機器人基本相 同，主要由是由 操作機、控制系統(tǒng)、弧焊 系統(tǒng)和安全設(shè)備 等組成。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 1 氣瓶； 2 焊絲桶； 3 送絲機； 4 操作機； 5 焊槍； 6 工 作臺； 7 供電及控制電纜； 8 弧焊電源； 9 示教器； 10 機器人控制 柜 弧焊機器人系統(tǒng)組成 所 處 弧焊機器人操作機的結(jié)構(gòu)與點焊機器人基本 相似，主要區(qū)別在于 末端執(zhí)行器 - 焊槍 。 位 置 【 課 堂 認 知

20、】 a) 電纜外置式機器人氣保焊槍 b) 電纜內(nèi)藏式機器人氣保焊槍 c) 機器人氬弧焊焊槍 弧焊機器人用焊槍 焊槍 是指焊接過程中，執(zhí)行焊接操作的部分， 它使用靈活，方便快捷，工藝簡單。 弧焊機器人控制系統(tǒng)在 控制原理、功 能及組成上 和通用工業(yè)機器人基本 相同。 目前最流行的是采用分級控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 一般分為兩級：上級具有存儲單元，可實 現(xiàn)重復編程、存儲多種操作程序，負責管 理、坐標變換、軌跡生成等；下級由若干 處理器組成，每一處理器負責一個關(guān)節(jié)的 動作控制及狀態(tài)檢 測，具有實時性好，易 于實現(xiàn)高速、高精度控制。 所 處 位 置 【 課 堂 弧焊系統(tǒng) 是完成弧焊作業(yè)的核心裝 備，主要由弧焊

21、電源、送絲機、焊槍和 氣 瓶等組成?；『笝C器人多采用氣體保護焊 方法（ CO2 、 MIG 、 MAG 和 TIG ）通常 的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖 或非脈沖式等焊接電源都可以裝 到機器人 上作電弧焊。由于機器人控制柜采用數(shù)字 控制，而焊接電源多為模擬 控制，所以需 要在焊接電源與控制柜之間加一個接口 , 如 如 FANUC 弧焊機器人采用美國 LINCOLN 電源。 認 ， 知 】 MIG焊（熔化極惰性氣體保護焊）英文： metal inert-gas welding使用熔化電極，以外 加氣體作為電弧介質(zhì)，并保護金屬熔滴、 焊接熔池和焊接區(qū)高溫金屬的電弧焊方法， 稱為熔化極氣體保

22、護電弧焊。用實芯焊絲 的惰性氣體（ Ar或 He）保護電弧焊法稱為 熔化極惰性氣體保護焊，簡稱 MIG焊。 MAG(Metal Active Gas Arc Welding)焊是熔化 極活性氣體保護電弧焊的英文簡稱。它是 在氬氣中加入少量的氧化性氣體（氧氣， 二氧化碳或其混合氣體）混合而成的一種 混合氣體保護焊。我國常用的是 80%Ar+20% 二氧化碳的混合氣體，由于混合氣體中氬 氣占的比例較大，故常稱為富氬混合氣體 保護焊。 TIG焊（ Tungsten Inert Gas Welding） ， 又稱為非熔化極惰性氣體鎢極保護焊。無論是人工焊接還是自動焊接 0.5 4.0mm厚 的不銹鋼時

23、， TIG焊比常用的。用 TIG焊加填 絲的方式常用于壓力容器的打底焊接，原因是 TIG焊接的氣密性較好能降低壓力容器 焊焊接時焊縫的氣孔。 TIG焊的熱源為直流 電弧，工作電壓為 10 95伏，但電流可達 600安。焊機的正確連結(jié)方式是工件連結(jié)電 源的正極，焊炬中的鎢極作為負極。惰性氣體一般為氬氣。 安全設(shè)備 是弧焊機器人系統(tǒng)安全運 行的重要保障，其主要包括驅(qū)動系統(tǒng) 過熱自斷電保護 、動作超限位自斷電 保護、超速自斷電保護、機器人系統(tǒng) 工過熱自斷電保護、動作超限位自斷 電保護、超速自斷電保護、機器人系 統(tǒng)工作空間干涉自斷電保護和人工急 停斷電保護等，它們起到防止機器人傷人或 保護周邊設(shè)備的作

24、用。 在機器人的末端焊槍上還裝有 各類觸覺或 接近傳感器 ，可以使機器人在過分接近工 件或發(fā)生碰撞時停止工作。當發(fā)生碰撞時， 一定要檢驗焊槍是否被碰歪，防止工具中 心點發(fā)生變化。 所 處 位 置 【 課 美國林肯 焊接電源 堂 認 知 】 FANUC 弧焊機器人工作站采用美 國 LINCOLN 焊接電源 7.2.3 激光焊接機器人 所 機器人是高度柔性的加工系統(tǒng)，這就要求激光器必須具有高度的柔性， 處 位 目前激光焊接機器人都選用可光纖傳輸?shù)募す馄鳎ㄈ绻腆w激光器、半導體激 置 光器、光纖激光器等）。在機器人手臂的夾持下，其運動由機器人的運動決 定，因此能匹配完全的自由軌跡加工，完成平面曲線、空

25、間的多組直線、異 形曲線等特殊軌跡的激光焊接。 【 課 智能化激光加工機器人主要由以下幾部分組成： 堂 1) 大功率可光纖傳輸激光器； 認 知 2) 光纖耦合和傳輸系統(tǒng)； 】 3) 激光光束變換光學系統(tǒng)； 4) 六自由度機器人本體； 5) 機器人數(shù)字控制系統(tǒng)（控制器、示教器）； 6) 激光加工頭； 7) 材料進給系統(tǒng)（高壓氣體、送絲機、送粉器）； 8) 焊縫跟蹤系統(tǒng)（包括視覺傳感器、圖像處理單元、伺服控制單元、運 動執(zhí)行機構(gòu)及專用電纜等）； 9) 焊接質(zhì)量檢測系統(tǒng)（包括視覺傳感器、圖像處理單元、缺陷識別系統(tǒng) 及專用電纜等）； 10) 激光加工工作臺。 7.2.3 激光焊接機器人 所 處 位 置

26、 【 課 堂 認 知 】 1 激光器； 2 光導系統(tǒng)； 3 遙控盒； 4 送絲機； 5 激光加工頭； 6 操 作機； 7 機器人控制柜； 8 焊接電源 激光焊接機器人系統(tǒng)組成 所 處 激光加工頭裝于六自由度機器人本體手臂末端，其運動軌跡和激光加 工參數(shù)是由機器人數(shù)字控制系統(tǒng)提供指令進行。根據(jù)用途不同（切割、 焊接、熔覆） 選擇不同的激光加工頭。 位 置 【 課 堂 認 知 】 c ) 激光熔覆 a ) 激光切割 b ) 激光焊接 激光加工頭 7.2.3 激光焊接機器人 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 激光焊接機器人控制系統(tǒng)架構(gòu) 綜上，焊接機器人主要包括 機器人 和 焊接設(shè)備 兩部分。機

27、器人由機器人本體和 控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備， 以弧焊及點焊為 例，則由焊接電源（包括 其控制系統(tǒng)）、送絲機（弧焊）、焊槍 （焊鉗）等部分組成。 7.3 焊接機器人的作業(yè)示教 7.3.1 點焊作業(yè) 點焊 是最 廣為人知的電阻焊接工藝，通 常用于板材焊接。焊接限于一個或幾個點 上，將工件互相重疊。 四巨頭的焊接機器人 KUKA，如 : KR QUANTEC系列 FANUN： R系統(tǒng) YASKAWA:VS、 MS和 ES系列 且都有相應的商業(yè)化應用軟件，如 ABB的 ROBOTWARE-SPOT, 所 處 位 置 TCP 點確定： 對點焊機器人而言，其一般設(shè)在焊鉗開口的中點 處，且要求

28、焊鉗兩電極 垂直于被焊工件表面。 【 課 堂 認 知 】 焊接作業(yè)姿態(tài) 工具中心點設(shè)定 以下圖工件焊接為例，采用在線示教 方式為機器人輸入 兩塊薄板（板厚 2mm ） 的點焊作業(yè)程序 。 此程序由編號 1 至 5 的 5 個程序點組成。本例中使用的焊鉗為 氣動 焊鉗 ，通過氣缸來實現(xiàn)焊鉗的 大開、小 開和閉合 三種動作。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 點焊機器人運動軌跡 所 處 位 置 示教前的準備 再現(xiàn)施焊 程序點說 明 【 課 新建一個程序 運行確認（跟蹤） 程序點 說 明 焊鉗動作 堂 認 程序點 1 機器人原點 知 】 程序點 2 作業(yè)臨近點 大開 小開 設(shè)定焊接條件 登錄程

29、序點 1 程序點 3 點焊作業(yè)點 小開 閉合 程序點 4 作業(yè)臨近點 閉合 小開 程序點 5 機器人原點 小開 大開 登錄程序點 2 登錄程序點 5 登錄程序點 3 登錄程序點 4 點焊機器人作業(yè)示教流程 所 處 位 （ 1 ）示教前的準備 置 1 ）件表面清理。 2 ）工件裝夾。 3 ）安全確認。 4 ）機器人原點確認。 【 課 堂 認 （ 2 ）新建作業(yè)程序 知 】 點按示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序 “ Spot_sheet ” 。 （ 3 ）程序點的登錄 手動操縱機器人分別移動到程序點 1 至 程序點 5 位置。處于待機位置的程序點 1 和 程序點 5 ，要處于與工件、夾具互

30、不干涉 的位置。另外，機器人末端工具在各程序 點間移動時，也要處于與工件、夾具互不 干涉的位置。 所 點焊作業(yè)示教 處 位 程序點 示教方法 置 按第 3 章手動操縱機器人要領(lǐng)移動機器人到原點。 程序點 1 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 （機器人原點） 【 確認保存程序點 1 為機器人原點。 課 堂 手動操縱機器人移動到作業(yè)臨近點，調(diào)整焊鉗姿態(tài)。 認 程序點 2 知 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 】 （作業(yè)臨近點） 確認保存程序點 2 為作業(yè)臨近點。 保持焊鉗姿態(tài)不變，手動操縱機器人移動到點焊作業(yè)點。 將程序點屬性設(shè)定為“作業(yè)點 / 焊接

31、點”，插補方式選“ PTP ”。 程序點 3 確認保存程序點 3 為作業(yè)開始點。 （點焊作業(yè)點） 如有需要，手動插入點焊作業(yè)命令。 所 處 點焊作業(yè)示教 位 置 程序點 示教方法 【 手動操縱機器人移動到作業(yè)臨近點。 課 程序點 4 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 堂 （作業(yè)臨近點） 認 確認保存程序點 4 為作業(yè)臨近點。 知 】 手動操縱機器人要領(lǐng)移動機器人到原點。 程序點 5 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP ”。 （機器人原點） 確認保存程序點 5 為機器人原點。 對于程序點 4 和程序點 5 的示教，利用便利的文 件編輯功能（逆序粘貼），可快

32、速完成前行路線 的拷貝。 所 處 位 置 提示 【 （ 4 ）設(shè)定作業(yè)條件 課 堂 設(shè)定焊鉗條件 焊鉗條件的設(shè)定主要包括焊鉗號、焊鉗類型、焊 鉗狀態(tài)等。 認 知 】 設(shè)定焊接條件 點焊時的焊接電源和焊接時間，需在焊機上設(shè)定。 點焊作業(yè)條件設(shè)定 大電流 - 短時間 小電流 長時間 板厚 時間（周 時間（周 電流 （ mm ） 壓力（ kgf ） 電流（ A ） 壓力（ kgf ） 期） 期） （ A ） 10 225 8800 1.0 36 75 5600 20 470 13000 2.0 64 150 8000 32 820 17400 3.0 105 260 10000 所 處 （ 5 ）檢

33、查試運行 位 置 為確認示教的軌跡，需測試運行（跟蹤）一下程序。跟蹤時，因不執(zhí)行 具體作業(yè)命令，所以能進行空運行。 1 ）打開要測試的程序文件。 【 2 ）移動光標至期望跟蹤程序點所在命令行。 課 堂 3 ）持續(xù)按住示教器上的有關(guān) 【 跟蹤功能鍵 】 ，實現(xiàn)機器人的單步或連續(xù) 認 運轉(zhuǎn)。 知 】 （ 6 ）再現(xiàn)施焊 軌跡經(jīng)測試無誤后，將 【 模式旋鈕 】 對準“再現(xiàn) / 自動”位置，開始進 行實際焊接。在確認機器人的運行范圍內(nèi)沒有其他人員或障礙物后，接通保 護氣體，采用手動或自動方式實現(xiàn)自動點焊作業(yè)。 1 ）開要再現(xiàn)的作業(yè)程序，并移動光標到程序開頭。 2 ）切換 【 模式旋鈕 】 至“再現(xiàn) /

34、 自動”狀態(tài)。 3 ）按示教器上的 【 伺服 ON 按鈕 】 ，接通伺服電源。 4 ）按 【 啟動按鈕 】 ，機器人開始運行。 7.3.2 熔焊作業(yè) 熔焊，又叫熔化焊 ，是在不施加壓力的情 況 熔化 下，將待焊處的母材加熱熔化，外 加（或不加）填充材料，以形成焊縫的一 種最常見的焊接方法。 目前，工業(yè)機器人四巨頭都有相應的機 器人產(chǎn)品 , 這些專業(yè)軟件提供功能 強大的弧 焊指令，且都相應的商業(yè)化應用軟件， ABB 的 RobotWare-Arc 、 KUKA 的 KUKA.ArcTech 、 KUKA.LaserTech 、 KUKA.SeamTech 、 KUKA TouchSense 、

35、FANUC 的 Arc Tool Softwar 。 可快速地將熔焊（電弧焊和激光焊）投入 運行和編制焊接程序，并具有接觸傳感、 焊縫跟蹤等功能 。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 工業(yè)機器人行業(yè)四巨頭的弧焊作 業(yè)編程命令 弧焊作業(yè)命令 類別 ABB FANUC YASKAWA KUKA 焊接開始 ArcLStart/ArcCStart Arc Start ARCON ARC_ON 焊接結(jié)束 ArcLEnd/ArcCEnd Arc End ARCOF ARC_OFF 所 處 TCP 點確定： 位 置 同點焊機器人 TCP 設(shè)置有所不同， 弧焊機器人 TCP 一 般設(shè)置在焊槍尖頭 ，而激

36、光焊接機器人 TCP 設(shè)置在激 光焦點上 。 【 課 堂 認 知 】 弧焊機器人工具中心點 所 處 位 置 實際作業(yè)時，需根據(jù)作業(yè)位置和板厚調(diào)整焊槍角 度。以平（角）焊為例，主要采用 前傾角焊（前 進焊） 和 后傾角焊（后退焊） 兩種方式。 【 課 堂 認 知 】 a ) 前傾角焊 b ) 后傾角焊 前傾角焊和后傾角焊 所 處 位 置 板厚相同的話，基本上為 1025 ，焊槍立得太直或 太倒的話，難以產(chǎn)生 熔深。前傾角焊接時，焊槍指向待 焊部位，焊槍在焊絲后面移動，因電弧具 有預熱效果， 焊接速度較快，熔深淺、焊道寬，所以一般薄板的焊接采 用此 法；而后傾角焊接時，焊槍指向已完成的焊縫，焊 槍

37、在焊絲前面移動，能夠獲得較大的熔深、焊道窄，通常 用于厚板的焊接。同時，在板對板的連接之中，焊槍與坡 口垂直。對于對稱的平角焊而言，焊槍要與拐角成 45 角 。 【 課 堂 認 知 】 b ) T 形接頭平角焊 a ) I 形接頭對焊 焊槍作業(yè)姿態(tài) 機器人進行熔焊作業(yè)主要涉及以 直線、圓 弧及其附加擺動 功能動作類型。 直線作業(yè) 機器人完成直線焊縫的焊接僅需 示教 2 個程序點（ 直線的兩端點 ），插補 方式選“直線插補”。 以圖所示的運動軌跡為例，程序點 1 至程 序點 4 間的運動均為直線移動，且程序點 2 程序點 3 為焊接區(qū)間。 所 處 位 置 程序點 1 程序點 4 直線軌跡開始點

38、直線軌跡結(jié)束點 程序點 2 程序點 3 焊接開始點 焊接結(jié)束點 焊 空 焊接區(qū)間 接 走 點 點 直線軌跡區(qū)間 直線運動軌跡 所 處 位 置 直線作業(yè)軌跡示教 【 課 堂 程序點 示教方法 認 知 將機器人移動到直線軌跡開始點。 程序點 1 】 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插補”。 （直線軌跡開始 確認保存程序點 1 為直線軌跡開始點。 點） 將機器人移動到焊接開始點。 程序點 2 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“直線插補”。 （焊接開始點） 確認保存程序點 2 為焊接開始點。 將機器人移動到焊接結(jié)束點。 程序點 3 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插

39、補方式選“直線插補”。 （焊接結(jié)束點） 確認保存程序點 3 為焊接結(jié)束點。 將機器人移動到直線軌跡結(jié)束點。 程序點 4 程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （直線軌跡結(jié)束 確認保存程序點 4 為直線軌跡結(jié)束點。 點） 圓弧插補 圓弧插補 是給出兩端點間的插補數(shù)字信息，借 此信息控制刀具與工件的相對運動，使其 按規(guī)定的圓弧加工出理想曲面的一種插補 方式。在此方式中，根據(jù)兩端點間的插補 數(shù)字信息，計算出逼近實際圓弧的點群， 控制刀具沿這些點運動，加工出圓弧曲線。 圓弧作業(yè) 機器人完成弧形焊縫的焊 接通常需示教 3 個以上程序點（ 圓弧 開始 點、圓弧中間點和圓弧結(jié)束點 ），插補方

40、 式選“圓弧插補”。當只有一個圓弧時， 用“圓弧插補”示教程序點 24 三點即可。 用“ PTP” 或“直線插補”示教進入圓弧 插補前的程序點 1 時，程序點 1 至程序點 2 自動按直線軌跡運動。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 程序點 3 中間點 程序點 1 程序點 2 程序點 4 接近點 開始點 結(jié)束點 焊 空 自動直線 接 走 焊接區(qū)間 移到開始點 點 點 圓弧插補區(qū)間 圓弧運動軌跡 圓弧作業(yè)軌跡示教 程序點 示教方法 將機器人移動到圓弧軌跡接近點。 程序點 1 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插補” （圓弧 / 焊接接近點 。 ） 確認保存程序點

41、 1 為圓弧 / 焊接接近點。 將機器人移動到圓弧軌跡開始點。 程序點 2 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接開始點 確認保存程序點 2 為圓弧 / 焊接開始點。 ） 將機器人移動到圓弧軌跡中間點。 程序點 3 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接中間點 確認保存程序點 3 為圓弧 / 焊接中間點。 ） 將機器人移動到圓弧軌跡結(jié)束點。 程序點 4 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“圓弧插補”。 （圓弧 / 焊接結(jié)束點 確認保存程序點 4 為直線軌跡結(jié)束點。 ） 示教整個圓 用 “圓弧插補” 示教程序點 2 至程序

42、點 5 四點。同單一圓弧示教類似，用“ PTP” 或“直線插補”示教進入圓弧插補前的程 序點 1 時，程序點 1 程序點 2 自動 按直線 軌跡運動 。當存在多個圓弧中間點時，機 器人將通過當前程序點和后面 2 個臨近程 序點來計算和生成圓弧軌跡。只有在圓弧 插補區(qū)間臨結(jié)束時才使用當前程序點、上 一臨近程序點和下一臨近程序點。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 程序點 1 自動直線 程序點 2 接近點 移到開始點 開始點 焊 空 程序點 5 接 走 結(jié)束點 點 點 程序點 3 程序點 4 中間點 中間點 焊接區(qū)間 圓弧插補區(qū)間 整圓運動軌跡 所 處 示教整個圓 位 置 整圓作業(yè)軌跡示教

43、程序點 示教方法 【 課 將機器人移動到圓弧軌跡接近點。 堂 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插 程序點 1 認 （圓弧 / 焊接接近點） 補”。 知 確認保存程序點 1 為圓弧 / 焊接接近點。 】 將機器人移動到圓弧軌跡開始點。 程序點 2 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選 “圓弧插補” 。 （圓弧 / 焊接開始點） 確認保存程序點 2 為圓弧 / 焊接開始點。 將機器人移動到圓弧軌跡中間點。 程序點 3 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選 “圓弧插補” 。 （圓弧 / 焊接中間點） 確認保存程序點 3 為圓弧 / 焊接中間點。 將機器人移動到圓

44、弧軌跡中間點。 程序點 4 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選 “圓弧插補” 。 （圓弧 / 焊接中間點） 確認保存程序點 4 為圓弧 / 焊接中間點。 將機器人移動到圓弧軌跡結(jié)束點。 程序點 5 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選 “圓弧插 補” 。 （圓弧 / 焊接結(jié)束點） 確認保存程序點 5 為直線軌跡結(jié)束點。 所 處 示教連續(xù)圓弧軌跡時，通常需要執(zhí)行圓弧分離。即在前圓弧與后圓 弧的 連接點的相同位置加入“ PTP” 或“直線插補”的程序點。 位 置 程序點 3 程序點 4 結(jié)束點 中間點 程序點 5 內(nèi)插點 【 程序點 6 開始點 課 程序點 1 自動直線 堂 接近點 移到

45、開始點 認 焊 空 知 程序點 7 程序點 2 程序點 8 接 走 】 中間點 開始點 結(jié)束點 點 點 焊接區(qū)間 圓弧插補區(qū)間 連續(xù)圓弧運動軌跡 程序點 示教方法 將機器人移動到圓弧軌跡接近點。 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 或“直線插 程序點 1 （圓弧 / 焊接接近點） 補”。 確認保存程序點 1 為圓弧 / 焊接接近點。 將機器人移動到首段圓弧軌跡開始點。 程序點 2 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （首段圓弧開始點 / 焊 確認保存程序點 2 為首段圓弧 / 焊接開始點。 接開始點） 連續(xù)圓弧作業(yè)軌跡示教 所 處 位 置 程序點 示教方法

46、 將機器人移動到首段圓弧軌跡中間點。 程序點 3 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （首段圓弧中間點 / 【 課 焊接中間點） 確認保存程序點 3 為首段圓弧 / 焊接中間點。 堂 認 將機器人移動到首段圓弧軌跡結(jié)束點。 程序點 4 知 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 】 （首段圓弧結(jié)束點 / 焊接中間點） 確認保存程序點 4 為首段圓弧結(jié)束點 / 焊接中間點。 保持程序點 4 位置不動，根據(jù)需要調(diào)整作業(yè)姿態(tài)。 程序點 5 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“ PTP ”或“直線插 （兩段圓弧分割點 / 補”。 焊接中間點） 確認保存程序點

47、5 為兩段圓弧分割點 / 焊接中間點。 所 處 位 連續(xù)圓弧作業(yè)軌跡示教 置 程序點 示教方法 保持程序點 4 位置不動，根據(jù)需要調(diào)整作業(yè)姿態(tài)。 程序點 6 【 課 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （末段圓弧開始點 / 堂 認 確認保存程序點 6 為末段圓弧開始點 / 焊接中間點。 焊接中間點） 知 】 將機器人移動到末段圓弧軌跡中間點。 程序點 7 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （末段圓弧中間點 / 確認保存程序點 7 為末段圓弧中間點 / 焊接中間點。 焊接中間點） 將機器人移動到末段圓弧軌跡結(jié)束點。 程序點 8 將程序點屬性設(shè)定為“空走點

48、”，插補方式選“圓弧插補”。 （末段圓弧結(jié)束點 / 確認保存程序點 8 為末段圓弧結(jié)束點 / 焊接結(jié)束點。 焊接結(jié)束點） 附加擺動 機器人完成直線 / 環(huán)形焊縫的擺動焊接一般需 要增加 12 個振幅點的示教。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 程序點 3 振幅點 1 程序點 1 自動直線 接近點 移到開始點 主路徑 程序點 2 程序點 5 焊 空 振 開始點 結(jié)束點 接 走 幅 程序點 4 點 點 點 振幅點 2 焊接區(qū)間 a) 直線擺動 程序點 5 中間點 程序點 4 主 振幅點 2 路 徑 程序點 1 自動直線 程序點 3 接近點 移到開始點 振幅點 1 程序點 2 程序點 6 焊

49、空 振 開始點 結(jié)束點 接 走 幅 點 點 點 焊接區(qū)間 b) 圓弧擺動 焊接機器人的擺動示教 所 以如下焊接工件為例，采用在線示教方式為機 器人輸入 AB 、 CD 兩段弧焊作業(yè)程序，加強對 直線、圓弧的示教。 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 程序點 1 程序點 9 程序點 8 程序點 2 A D 程序點 4 程序點 7 程序點 5 B 程序點 6 C 程序點 3 為提高工作效率，通常將程序點 9 和程序點 1 設(shè)在同一位置。 弧焊機器人運動軌跡 所 程序點說明 處 位 程序點 說 明 程序點 說 明 程序點 說 明 置 程序點 1 作業(yè)臨近點 程序點 4 作業(yè)過渡點 程序點 7 焊接中

50、間點 程序點 2 焊接開始點 程序點 5 焊接開始點 程序點 8 焊接結(jié)束點 程序點 3 焊接結(jié)束點 程序點 6 焊接中間點 程序點 9 作業(yè)臨近點 【 課 堂 認 登錄程序點 登錄程序點 示教前的準備 知 】 登錄程序點 新建一個程序 設(shè)定作業(yè)條件 登錄程序點 登錄程序點 運行確認 登錄程序點 登錄程序點 再現(xiàn)施焊 登錄程序點 登錄程序點 缺陷調(diào)整 弧焊機器人作業(yè)示教流程 所 (1) 示教前的準備 處 位 1) 工件表面清理。 置 2) 工件裝夾。 3) 安全確認。 4) 機器人原點確認。 【 課 堂 認 (2) 新建作業(yè)程序 知 】 點按示教器的相關(guān)菜單或按鈕，新建一個作業(yè)程序“ Arc_

51、sheet” 。 (3) 程序點的登錄 手動操縱機器人分別移動到程序點 1 至程序 點 9 位置。作業(yè)位置附近 的程序點 1 和程序點 9 ，要處于與工件、夾 具互不干涉的位置。 弧焊作業(yè)示教 所 處 程序點 示教方法 位 置 按第 3 章手動操縱機器人要領(lǐng)移動機器人到作業(yè)臨近點，調(diào)整焊槍姿態(tài)。 程序點 1 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （作業(yè)臨近點） 確認保存程序點 1 為作業(yè)臨近點。 【 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到直線作業(yè)開始點。 課 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“直線插補”。 程序點 2 堂 確認保存程序點 2 為直線焊接開始點。 認 （焊接開始

52、點） 知 如有需要，手動插入弧焊作業(yè)命令。 】 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到直線作業(yè)結(jié)束點。 程序點 3 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （焊接結(jié)束點） 確認保存程序點 3 為直線焊接結(jié)束點。 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到作業(yè)過渡點。 程序點 4 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 。 （作業(yè)過渡點） 確認保存程序點 4 為作業(yè)臨近點。 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到圓弧作業(yè)開始點。 程序點 5 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （焊接開始點） 確認保存程序點 5 為圓弧焊接開始點。 弧焊作業(yè)示教 所 處 位 程序點 示教方法

53、 置 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到圓弧作業(yè)中間點。 程序點 6 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （焊接中間點） 確認保存程序點 6 為圓弧焊接中間點。 【 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到圓弧作業(yè)結(jié)束點。 課 程序點 7 堂 將程序點屬性設(shè)定為“焊接點”，插補方式選“圓弧插補”。 （焊接中間點） 認 確認保存程序點 7 為圓弧焊接結(jié)束點。 知 】 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到直線作業(yè)結(jié)束點。 程序點 8 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“直線插補”。 （焊接結(jié)束點） 確認保存程序點 8 為直線焊接結(jié)束點。 保持焊槍姿態(tài)不變，移動機器人到作業(yè)臨近點。 程序點 9

54、 將程序點屬性設(shè)定為“空走點”，插補方式選“ PTP” 。 （作業(yè)臨近點） 確認保存程序點 9 為作業(yè)臨近點。 對于程序點 9 的示教，利用便利的文件編輯功能（復制），可快速完 成程序點 1 的拷貝。 提示 7.4 焊接機器人的周邊設(shè)備與工位布局 7.4.1 周邊設(shè)備 目前，常見的焊接機器人輔助裝置有 變 位機、滑移平臺、清焊裝置和工 具快換裝 置 等。 1 ） 變位機 對于有些焊接場合，由于工件空間幾何 形狀過于復雜，使焊接 機器人的 末端工具無 法到達指定的焊接位置或姿態(tài) ，此時可以通 過增加 13個外部軸的辦法來增加機器人的 自由度。其中一種做法是采用變位機讓焊 接 工件移動或轉(zhuǎn)動，使工

55、件上的待焊部位進入 機器人的作業(yè)空間。 焊接機器人外部軸擴展 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 根據(jù)實際生產(chǎn)的需要，焊接變位機可以有 多種形式，有 單回轉(zhuǎn)式、雙回 轉(zhuǎn)式和傾翻 回轉(zhuǎn)式。 】 a) 傾翻回轉(zhuǎn)式變位機 b) 變位機及夾具 焊接變位機 為充分發(fā)揮機器人的效能，焊接機器人系統(tǒng) 通常采用兩臺及以上變位機，其 中一臺進行 焊接作業(yè)時，另一臺則完成工件的卸載和上 裝，從而使整個系統(tǒng)獲得最高的費用效能比。 1 號變位機 2 號變位機 3 號變位機 4 號變位機 產(chǎn)品圖例 焊接變位機 變位機 的安裝必須使工件的變位均處在機 器人動作范圍之內(nèi)，并需要合理 分解機器 人本體和變位機的各自職能，使兩

56、者按照 統(tǒng)一的動作規(guī)劃進行作業(yè)。機器人和變位 機之間的運動存在兩種形式： 協(xié)調(diào)運動和 非協(xié)調(diào)運動。 所 處 位 置 【 機器人動作 課 堂 認 知 】 機器人 + 變位機 變位機動作 同時動作 焊接機器人和變位機動作分解 所 處 非協(xié)調(diào)運動 主要用于焊接時工件需要變位，但不需要變位機與機 器人 作協(xié)調(diào)運動的場合。回轉(zhuǎn)工作臺的運動一般不是由機 器人控制柜直接控制 的，而是由一個外加的可編程序控制 器（ PLC ）來控制。 位 置 【 課 堂 認 知 】 a) 機器人待機位置 b) 作業(yè)臨近點位置 c) 焊接作業(yè)開始位置 騎坐式管 - 板船型焊作業(yè) 協(xié)調(diào)運動 在焊接過程中，變位機必須不斷地改 變工

57、件的位置和姿態(tài)，并且變位機的運動 和機器人的運動必須能共同合成焊接軌跡， 保持焊接速度和工具姿態(tài)，這就是變位機 和機器人的協(xié)調(diào)運動。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 a) 圓弧焊接起始點 b) 圓弧焊接中間點 焊接機器人和變位 機的協(xié)調(diào)運動 2) 滑移平臺 為適用機器人領(lǐng)域不斷延伸，保證大 型結(jié)構(gòu)件焊接作業(yè)， 把機器人本體裝在 可移動的滑移平臺或龍門架上，以擴大機 器人本體的作業(yè)空間。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 b) 挖掘機動臂 a) 挖掘機中心支架 工程機械結(jié)構(gòu)件的機器人焊接作業(yè) 機器人系統(tǒng)中運動軸的一般切換順序：基本 軸 手腕軸 外部軸。 提示 3) 清槍裝置 機器人

58、在施焊過程中焊鉗的電極頭氧化 磨損，焊槍噴嘴內(nèi)外殘留的焊渣以及焊絲 干伸長的變化等勢必影響到產(chǎn)品的焊接質(zhì) 量及其穩(wěn)定性。常見清槍裝置有 焊鉗電極 修磨機（點焊） 和 焊槍自動清槍站（弧 焊） 。 所 處 位 置 【 課 堂 認 知 】 a) 焊鉗電極修磨機 b) 焊槍自動清槍站 焊接機器人清槍裝置 廣州極動焊接機械有限公司 焊鉗電極修磨機 為點焊機器人配備自動電極修磨機， 可實現(xiàn)電極頭工 作面氧化磨損后的修磨過 程自動完成和提高生產(chǎn)線節(jié)拍。 所 處 位 置 焊槍自動清槍站 焊槍自動清槍站主要包括 焊槍清洗機、噴硅油 / 防飛濺 裝置和焊絲剪 斷裝置組成。 【 課 堂 認 焊槍清洗機 主要功能是

59、清除噴嘴內(nèi) 知 表面的飛濺，以保證保護氣體的通 】 暢； 噴硅油 / 防飛濺裝置 噴出的防濺液 可以減少焊渣的附著，降低維護頻 率； 焊絲剪斷裝置 主要用于利用焊絲進 行起始點檢測的場合，以保證焊絲 的干伸長度一定，提高檢出的精度 和起弧的性能。 焊槍自動清洗站 所 處 位 置 清搶動作程序點說明 【 課 堂 程序點 說 明 程序點 說 明 程序點 說 明 認 知 】 程序點 移向剪絲位置 程序點 6 移向清槍位置 程序點 11 噴油前一點 1 程序點 剪絲前一點 程序點 7 清槍前一點 程序點 12 噴油位置 2 程序點 剪絲位置 程序點 8 清槍位置 程序點 13 噴油前一點 3 程序點 剪絲前一點 程序點 9 清槍前一點 程序點 14 焊槍抬起 4 程序點 焊槍抬起 程序點 10 焊槍抬起 程序點 15 回到原點位置 5 4 ）工具快換裝置 多任務環(huán)境中，一臺機器人甚至可以完 成包括焊接在內(nèi)的抓物、搬運、安裝、焊 接、卸料等多種任務，機器人可以根據(jù)程 序要求和 任務性質(zhì)，自動更換機器人手腕 上的工具，完成相應的任務。 所 處 位