焊接機器人的應用技術分析

　　1.機器人與焊接設備共同發(fā)展

　　焊接機器人應用技術是機器人技術、焊接技術和系統(tǒng)工程技術的融合，焊接機器人能否在實際生產中得到應用，發(fā)揮其優(yōu)越性，取決于這幾方面技術的共同提高，而系統(tǒng)工程技術是機器人技術和焊接技術的粘合劑。以安川電機的MOTOMAN機器人為例，過去幾代機器人的發(fā)展都是圍繞焊接設備完成多項焊接功能的開發(fā)，如焊接參數的漸變調節(jié)功能、TIG焊接時利用擺焊同步技術進行的斷續(xù)填絲焊接功能、弧焊傳感器（電弧跟蹤）功能及焊接實時監(jiān)控功能等，都是焊接工藝的需求促使下的開發(fā)。

　　同樣地，焊接設備制造商為了實現(xiàn)機器人自動化焊接，在焊接電源的設計上也做了許多改進，如、機器人可檢出焊縫位置使用的高電壓，焊接電源做到了內置；與機器人的通信接口方面，現(xiàn)在許多焊機制造商都采用了方便快捷的通信接口。

焊接機器人在提高生產效率方面的應用

　?。?）提高精度，確保高速焊接

　　企業(yè)在生產中應用機器人意味著追求、高焊接質量，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高精度是高速焊接的可靠保證。

　　MOTOMAN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。

氣動焊鉗作為點焊機器人的執(zhí)行機構

　　氣動焊鉗作為點焊機器人的執(zhí)行機構，目前普遍采用了一體化焊鉗，就是焊接變壓器裝在焊鉗后面，減少了二次電纜的損失，提高焊接質量。由于采用一體化焊鉗，變壓器必須盡量小型化，提高機器人有效負載。對于容量較大的變壓器，已開始采用中頻逆變技術：把50Hz工頻交流變?yōu)?00～1000Hz交流再整流，使變壓器體積減少、減輕。

　　氣動焊鉗電極組件形式上與手工焊接焊鉗基本相似，完成與工件接觸及通電焊接作用，為降低維護改造成本，焊鉗組件有模塊化的趨勢。點焊機器人動作，重復精度高，可代替人的繁重體力勞動，并且提高了焊接質量，提高了生產線柔性。

伺服焊槍的漸進和預壓過程是影響焊接效率的兩個關鍵階段

提高焊接質量軟接觸可實現(xiàn)的產品沖擊，還可以減小噪聲；高度的可重復性加壓；焊接中恒壓控制；焊接過程中壓力可實現(xiàn)調整；更穩(wěn)定的電極管理及控制等。

相對氣動焊槍，伺服焊槍的漸進和預壓過程是影響焊接效率的兩個關鍵階段?？删幊屉姌O行程和速度可以縮短同一工位上多個焊點的漸進時間，也可以提高焊接生產率。以預壓為例進行分析，氣動焊槍和伺服焊槍在焊接過程中電極力的變化，假定達到設定預壓力，電極力將保持恒定。如表所示，伺服焊槍焊接的一個焊點可節(jié)省0.44s，以一臺轎車約3500～5000個焊點為例，將節(jié)省26～37min的焊接時間，生產率得到極大提高，車身焊裝線的生產能力大大提升。