工業(yè)機器人的焊接應用?焊接機器人

工業(yè)機器人在焊接領域內(nèi)的應用，被稱作焊接機器人，它是從事焊接工藝

的工業(yè)機器人，它主要包括機器人和專業(yè)工藝焊接裝備兩部分。其中，機器人

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（鉗）等部分組成。

對干智能機器人，還應配有傳感系統(tǒng),如激光或攝像傳感器及其捽制裝置等C

1、弧焊機器人的特點

弧焊機器人多采用氣體保護焊方法（MAG、MIG、TIG）,通常的晶

閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的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。

近年來，國內(nèi)外機器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設備，在這些焊接

設備內(nèi)已經(jīng)插入相應的接口板，所以弧焊機器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。比

如：上海弗勞思FRB050不銹鋼自動化焊接機器人套裝，是聯(lián)合了北京時代科

技量身定制的數(shù)字化脈沖焊機，焊接1CM的小圓效果完美趕超四大家族品牌。

隨著不銹鋼焊接、鋁制品焊接的應用越來越廣泛，國內(nèi)外的焊接設備傾向于往

數(shù)字化焊機方向的發(fā)展。應該指出的是，在弧焊機器人工作周期中，電弧時間

所占的比例較大，因此在選擇焊接電源時，一般應按持續(xù)率100%來確定電源

的容量。送絲機構(gòu)可以裝在機器人的上臂上，也可以放在機器人之外，前者焊

槍到送絲機之間的軟管較短，有利于保持送絲的穩(wěn)定性，而后者軟管校長，當

機器人把焊槍送到某些位置，使軟管處于多彎曲狀態(tài)，會嚴重影響送絲的質(zhì)量,

所以送絲機的安裝方式一定要考慮保證送絲穩(wěn)定性的問題。

2、點焊機器人的特點

由于采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以點焊機器人的變

壓器必須盡量小型化。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對于

容量較大的變壓器，工業(yè)上已經(jīng)開始采用逆變技術(shù)把50Hz工頻交流變?yōu)?/p>

600?700Hz交流，使變壓器的體積減少、減輕。變壓后可以直接用600?

700Hz交流電焊接，也可以再進行二次整流，用直流電焊接，焊接參數(shù)由定時

器調(diào)節(jié)。目前.，新型定時器已經(jīng)微機化，因此機曙人控制柜可以直接控制定時

器，無需另配接口。點焊機器人的焊鉗，用電伺服點焊鉗，焊鉗的張開和閉合

由伺服電機驅(qū)動，碼盤反饋，使焊鉗的張開度可以根據(jù)實際需要任意選定并預

置，而且電極間的壓緊力也可以無級調(diào)節(jié)。

電伺服點焊鉗具有如下優(yōu)點:

（1）每個焊點的焊接周期可大幅度降低，因為焊鉗的張開程度是由機器人

精確控制的，機器人在點與點之間的移動過程，焊鉗就可以開始閉合；而焊完

一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后，焊鉗

才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動。

（2）焊鉗張開度可以根據(jù)工件的情況任意調(diào)整，只要不發(fā)生碰撞或干涉，

可盡可能減少張開度，以節(jié)省焊鉗開度，節(jié)省焊鉗開合所占的時間。

（3）焊鉗閉合加玉時，不僅壓力大小可以調(diào)節(jié)，而且在閉合時兩電極是輕

輕閉合，可減少撞擊變形和噪聲。

3、焊接機器人應用中存在的問題和解決措施

（1）出現(xiàn)焊偏問題：可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現(xiàn)問題。這

時，要考慮TCP（焊槍中心點位置）是否準確，并加以調(diào)整。如果頻繁出現(xiàn)這種

情況就要檢查一下機器人各軸的零位置，重新校零予以修正。

（2）出現(xiàn)咬邊問題：可能為焊接參數(shù)選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對,

可適當調(diào)整。

（3）出現(xiàn)氣孔問題：可能為氣體保護差、工件的底漆太厚或者保護氣不夠

干燥，進行相應的調(diào)整就可以處理。

（4）飛濺過多問題：可能為焊接參數(shù)選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸

長度太長，可適當調(diào)整機器功率的大小來改變焊接參數(shù)，調(diào)節(jié)氣體配比儀來調(diào)

整混合氣體比例，調(diào)整焊槍與工件的相對位置。

（5）焊縫結(jié)尾處冷卻后形成一弧坑問題：可編程時在工作步中添加埋弧坑

功能，可以將其填滿。

4、在焊接過程中，機器人系統(tǒng)常見的故障

（1）發(fā)生撞槍：可能是由于工件組裝發(fā)生偏差或焊槍的TCP不準確，可檢

查裝配情況或修正焊槍TCPo

(2)出現(xiàn)電弧故障，不能引?。嚎赡苁怯捎诤附z沒有接觸到工件或工藝參

數(shù)太小，可手動送絲，調(diào)整焊槍與焊縫的距離，或者適當調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。

(3)保護氣監(jiān)控報警：冷卻水或保護氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護

氣管路。

5.焊接機器人的編程技巧

(1)選擇合理的焊接順序，以減小焊接變形、焊槍行走路徑長度來制定焊

接順序。

(2)焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑、安全。

(3)優(yōu)化焊接參數(shù)，為了獲得最佳的焊接參數(shù)，制作工作試件進行焊接試

驗和工藝評定。

(4)采用合理的變位機位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對接頭的位置。工件在變

位機上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調(diào)整變位

機，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置。同時，要不斷調(diào)整機器

人各軸位置，合理地確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的

位置確定之后，焊槍相對接頭的位置必須通過編程者的雙眼觀察，難度較大。

這就要求編程者善于總結(jié)積累經(jīng)驗。

(5)及時插入清槍程序，編寫一定長度的焊接程序后，應及時插入清槍程

序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導電嘴，保證焊槍的清潔，提高噴嘴的

壽命，確?？煽恳　p少焊接飛濺。

(6)編制程序一般不能一步到位，耍在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改

程序，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會形成一個好程序。

結(jié)束語

隨著先進制造技