隨著配置不斷升級(jí)，焊接機(jī)器人已經(jīng)具備了接觸傳感、電弧跟蹤等多種功能，機(jī)器人焊接逐步取代手工焊已成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
焊接作為工業(yè)“裁縫”，是汽車工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工手段，焊接質(zhì)量的好壞對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性的影響，同時(shí)由于焊接煙塵、弧光、金屬飛濺的存在，焊接的工作環(huán)境又非常惡劣。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品制造的自動(dòng)化、柔性化與智能化已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，采用機(jī)器人焊接已經(jīng)成為焊接技術(shù)自動(dòng)化的主要標(biāo)志。
焊接機(jī)器人應(yīng)用的意義
（1）穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量 焊接過(guò)程中焊縫焊接參數(shù)都是恒定的，同時(shí)減少焊槍抖動(dòng)等不利因素，保證焊縫的均勻穩(wěn)定性，提高焊接質(zhì)量。
（2）提高生產(chǎn)效率 焊接機(jī)器人可以24h不間斷工作，同時(shí)隨著機(jī)械制造技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人焊接效率的提高將更加明顯。
（3）降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度?采用機(jī)器人焊接，工人只需要裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等。對(duì)于點(diǎn)焊來(lái)說(shuō)，工人無(wú)需搬運(yùn)笨重的手工焊鉗，使工人從高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。
（4）降低工人操作技術(shù)要求 焊接機(jī)器人的應(yīng)用，降低了對(duì)工人焊接技術(shù)的要求，工人只需要對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，機(jī)器人便可按照指示要求進(jìn)行工作。
（5）柔性化程度高 縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資；可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化；機(jī)器人與專機(jī)的最大區(qū)別就是可以通過(guò)修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。
點(diǎn)焊機(jī)器人
在我國(guó)，點(diǎn)焊機(jī)器人約占焊接機(jī)器人總數(shù)的46%，主要應(yīng)用在汽車、農(nóng)機(jī)、摩托車等行業(yè)。通常，裝配一臺(tái)轎車的白車身要焊接4000～6000個(gè)焊點(diǎn)，只有以機(jī)器人為核心組成柔性焊裝生產(chǎn)線，才能完成大批量的生產(chǎn)綱領(lǐng)和適應(yīng)未來(lái)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與多品種生產(chǎn)的發(fā)展要求，增強(qiáng)企業(yè)應(yīng)變能力。
1.點(diǎn)焊機(jī)器人的基本組成
點(diǎn)焊機(jī)器人分為三部分，即機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)及點(diǎn)焊焊接系統(tǒng)。
點(diǎn)焊機(jī)器人本體主要由機(jī)體、臂、手（手指）組成。通用點(diǎn)焊機(jī)器人具有六個(gè)自由度，即機(jī)體腰的回轉(zhuǎn)、肩（臂和機(jī)體連接處）的仰俯、肘（各段臂連接處）的屈伸和腕（臂與手連接處）三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。前三個(gè)自由度使手（手指）抓持的工具如焊鉗達(dá)到一定位置，后三個(gè)自由度再由手腕運(yùn)動(dòng)使焊接工具以一定角度（姿勢(shì)）對(duì)準(zhǔn)焊件。
點(diǎn)焊機(jī)器人的控制系統(tǒng)由本體控制部分及焊接控制部分組成。本體控制部分主要實(shí)現(xiàn)示教再現(xiàn)、焊點(diǎn)位置及精度控制。位置控制有兩種方式：一種為PTP控制，又稱為點(diǎn)位控制或點(diǎn)到點(diǎn)控制，只注意原始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的位置，經(jīng)由何種途徑到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)并無(wú)要求；另一種為CP控制，即連續(xù)路徑控制或輪廓控制。這時(shí)不僅要求目標(biāo)點(diǎn)的位置，而且所經(jīng)由的軌跡也要符合要求。
焊接控制部分除了控制電極電壓、通電焊接、維持等各程序段的時(shí)間及程序轉(zhuǎn)換以外，還通過(guò)改變主電路晶閘管的導(dǎo)通角而實(shí)現(xiàn)焊接電流的控制。焊接系統(tǒng)主要由焊接控制器、焊鉗及水、電、氣等輔助部分組成。
弧焊機(jī)器人
弧焊機(jī)器人的研究已經(jīng)歷了三個(gè)階段：示教再現(xiàn)、離線編程和自主編程的智能機(jī)器人，當(dāng)前的應(yīng)用水平處于第二階段。我國(guó)也從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始注重機(jī)器人技術(shù)的研究，但在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。國(guó)內(nèi)主要有兩個(gè)機(jī)器人制造公司，即首鋼莫托曼機(jī)器人有限公司和新松機(jī)器自動(dòng)化股份有限公司。
1.弧焊機(jī)器人的基本組成
弧焊機(jī)器人可以應(yīng)用在所有電弧焊、切割技術(shù)范圍及類似的工藝方法中。常用的有鋼的熔化極火星氣體保護(hù)焊（CO2氣體保護(hù)焊、MAG焊），鋁及特殊合金熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG），鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）以及埋弧焊?；『笝C(jī)器人的基本構(gòu)成包括機(jī)械手、控制系統(tǒng)，焊接裝置和焊件夾持裝置。夾持裝置上有兩組可以輪番進(jìn)入機(jī)器人工作范圍的旋轉(zhuǎn)臺(tái)。機(jī)械手又稱操作機(jī)，是弧焊機(jī)器人的操作部分，由它直接帶動(dòng)焊槍實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)和操作。其機(jī)構(gòu)形式主要有機(jī)床式、全關(guān)節(jié)式和平面關(guān)節(jié)等形式。
控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)示教再現(xiàn)、位置及精度控制。位置控制主要是通過(guò)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，而且在運(yùn)動(dòng)軌跡的每一點(diǎn)都必須實(shí)現(xiàn)預(yù)定的姿態(tài)。另外，控制系統(tǒng)還必須能與焊接電源通信，設(shè)定焊接參數(shù)，對(duì)起弧、熄弧、通氣、斷氣及焊絲用盡等狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)焊縫進(jìn)行跟蹤，并不斷填充金屬形成焊縫。精度一般可控制在±（0.2～0.5）mm。復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)還有引弧失敗可以重復(fù)引弧、斷弧再引弧、解除粘絲、搭接縫搜索、多層焊接、擺動(dòng)焊接以及焊縫的電弧跟蹤活視覺(jué)跟蹤功能。
結(jié)語(yǔ)
目前，中國(guó)已有500臺(tái)左右的焊接機(jī)器人分布于各大中城市的汽車、摩托車、工程機(jī)械等制造業(yè)，其中45%左右為點(diǎn)焊機(jī)器人，55%為弧焊機(jī)器人，已經(jīng)建成的機(jī)器人焊接柔性生產(chǎn)線五條，機(jī)器人焊接工作站300個(gè)（主要包括車后橋機(jī)器人焊接工作站、工程機(jī)械機(jī)器人焊接工作站、合金油箱機(jī)器人焊接工作站、拖車車架焊接機(jī)器人系統(tǒng)、柔性機(jī)器人焊接系統(tǒng)、火焰切割機(jī)器人工作站等）。
由于我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā)較晚，使得我國(guó)整體落后于歐美和日本等國(guó)家。面對(duì)當(dāng)今經(jīng)濟(jì)形式，必須通過(guò)引進(jìn)、消化和吸收一些現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，盡快縮短與國(guó)外的差距。通過(guò)應(yīng)用研究和二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，提高我國(guó)制造業(yè)在國(guó)際上的地位。
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