焊接機器人的應用

焊接機器人在提高生產效率方面的應用

（1）提升精度，確保高速焊接

企業(yè)在生產中應用機器人意味著追求效率、焊接質量，因此各機器人廠家都在焊接速度上尋求突破，而機器人在軌跡控制上的精度是高速焊接的可靠保證。

機器人在新一代控制器NX100中，應用ARM（AdvancedRobotMotion）控制技術將各軸的慣性矩、重力矩、機器人安裝位置等因素納入運動控制計算，大大提高了運動軌跡的精度。如，在焊接工作站中，我們會遇到各種機器人安裝形式（如圖1a），在每種安裝方式中，機器人各軸所受的重力矩各不相同，我們只要在ARM控制中正確地設置機器人對地面的角度（如圖1b），就會克服各種安裝方式對軌跡精度造成的不利影響。

（2）雙機協(xié)調焊接功能

有時我們會遇到長形工件，焊縫分布在工件的兩端，若采用1臺機器人進行焊接，會出現(xiàn)因兩端不同時焊接而造成焊接變形不一致，從而使工件在長度方向上扭轉變形，焊接后的工件難以符合尺寸要求。針對這種類型的工件，我們常采用2臺機器人同時協(xié)調焊接的方式，這就促生了兩臺機器人雙機協(xié)調焊接技術。在汽車后橋和消聲器的焊接中，經常會使用到該項技術。

2臺機器人對應1個由機器人外部軸驅動的變位機，在變位機順長擺放的工件上有兩個鏡像對稱的部件，兩條相似的環(huán)焊縫需要兩臺機器人在變位機旋轉的同時實現(xiàn)同步協(xié)調焊接，通過這種方式可以將焊接生產的效率提高1倍。

焊接自動化行業(yè)發(fā)展趨勢

由單機焊接自動化裝備到數(shù)字化焊接車間實現(xiàn)點線面的階段式發(fā)展

焊接自動化裝備制造技術含量高，通常集焊接工藝、自動控制、精密機械設計制造等多種技術于一體，隨著工業(yè)自動化、智能化、數(shù)字化等技術的日益發(fā)展和廣泛應用，焊接自動化正在由單機焊接自動化裝備向焊接自動化生產線和數(shù)字化焊接車間發(fā)展。

“十三五”期間，以及未來“中國制造2025”的實現(xiàn)，促使我國制造業(yè)發(fā)展的重點是利用先進的自動化、智能化、數(shù)字化技術來實現(xiàn)工業(yè)轉型升級和新型產業(yè)的發(fā)展，為焊接自動化行業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間。

行業(yè)技術水平與發(fā)展趨勢

目前，我國焊接自動化裝備制造企業(yè)已經可按客戶的不同需求，設計、制造、集成各種類型的專用焊接自動化裝備，并大量采用計算機控制技術。部分焊接自動化裝備還配備了焊縫自動跟蹤系統(tǒng)和圖像監(jiān)控系統(tǒng)，確保了焊接過程中的焊接質量。

焊接工藝基礎知識

焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，使兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。

金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。

熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。

在熔焊過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。

為了提高焊接質量，人們研究出了各種保護方法。例如，氣體保護電弧焊就是用亞、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護焊接時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧，就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池，冷卻后獲得焊縫。