1焊接机器人焊接机器人是从事焊接(包括切割和喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准中对焊接机器人的定义，工业机器人是具有三个或三个以上可编程轴的多用途、可重编程的自动控制机械手，用于工业自动化领域。为了适应不同的应用，机器人最后一个轴的机械接口通常是一个连接法兰，可以用来连接不同的工具或末端执行器。焊接机器人是将焊钳或焊(割)枪附在工业机器人的端轴法兰上，以便进行焊接、切割或热喷涂。随着电子技术、计算机技术、数控技术和机器人技术的发展，自动弧焊机器人工作站自20世纪60年代开始应用于生产，技术日趋成熟。它具有以下优点：1)稳定和提高焊接质量；2)提高劳动生产率；3)提高工人的劳动强度，在有害环境下工作；4)降低了对工人操作技术的要求；5)缩短产品改造和更新换代的准备期，减少相应的设备投资。因此在各行各业都得到了广泛的应用。焊接机器人由机器人和焊接设备两部分组成。它由机器人本体和控制柜(硬件和软件)组成。焊接设备以电弧焊和点焊为例，由焊接电源(包括其控制系统)、送丝机(电弧焊)、焊枪(钳子)等部分组成。智能机器人还应该有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置。结构与性能世界各地生产的焊接机器人基本都是关节型机器人，大部分都是六轴的。其中1、2、3轴可以将末端刀具送到不同的空间位置，4、5、6轴可以满足不同的刀具姿态要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式：一种是平行四边形结构，另一种是侧装(摆动)结构。侧装(摆动)结构的主要优点是上下臂运动范围大，使得机器人的工作空间几乎达到一个球体。因此，这种机器人可以在机架上倒立工作，以节省占地面积，方便地面物体的流动。而这种侧装式机器人，2、3轴为悬臂结构，降低了机器人的刚性，一般适用于负载较小的机器人，用于弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人的上臂由拉杆驱动。有下臂的平行四边形的两条边。因此得名。早期的平行四边形机器人工作空间比较小(仅限于机器人的前方)，很难倒立工作。但从80年代后期开始，一种新型的平行四边形机器人(并联机器人)被开发出来，能够将工作空间扩展到机器人的上、后、下，不存在测量机器人刚度的问题，因此得到了广泛的关注。这种结构适用于轻型和重型机器人。近年来，平行四边形结构的机器人多用于点焊(负载100 ~ 150 kg)。以上两个机器人各轴做旋转运动，所以用伺服电机通过摆线针轮(RV)减速器(1 ~ 3轴)和谐波减速器(1 ~ 6轴)驱动。在20世纪80年代中期之前，DC伺服电机用于电动机器人，但自20世纪80年代后期以来，各国已改用交流伺服电机。由于交流电机无碳刷，动态特性好，新型机器人不仅事故率低，而且免维护时间和加(减速)速度大大增加。一些新型轻型机器人负载小于16kg，刀具中心点(TCP)移动速度最高可达3m/s以上，定位准确，振动小。同时，机器人的控制柜也改为32位微机和新算法，使其具有路径自寻优功能，运行轨迹更接近示教轨迹。点焊机器人的特点点焊机器人的基本功能点焊对焊接机器人的要求并不高。因为点焊只需要点对点的控制，所以对焊钳在点与点之间的运动轨迹没有严格的要求，这也是最早只能使用机器人进行点焊的原因。 点焊机器人不仅要有足够的负载能力，而且在从一点移动到另一点时，要移动迅速、移动平稳、定位准确，以减少轮班时间，提高工作效率。点焊机器人的负载能力取决于所用焊钳的类型。对于变压器分离出来的焊钳，30 ~ 45 kg负载的机器人就足够了。但这种焊钳一方面因为二次电缆长，功率损耗大，不利于机器人将焊钳伸入工件内进行焊接；另一方面，电缆随着机器人的移动不断摆动，电缆很快损坏。因此，目前逐渐使用一体化焊钳。焊钳连同变压器的质量约为70kg。考虑到机器人要有足够的负载能力，能以较高的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接，一般选择负载100 ~ 150 kg的重型机器人。为了满足连续点焊时焊钳短距离快速位移的要求。新型重型机器人增加了0.3s位移50mm的功能，这对电机的性能、微机的计算速度和算法提出了更高的要求。点焊机器人的焊接设备点焊机器人的焊接设备，由于采用了一体式焊钳，并且焊接变压器安装在焊钳后面，所以变压器必须尽可能小型化。对于小容量的变压器，可采用50Hz工频交流电，对于大容量的变压器，采用了逆变技术，将50Hz工频交流电变为600 ~ 700 Hz交流电，减小了变压器的体积。变压后可直接用600 ~ 700 Hz交流电焊接，也可再次整流，用DC焊接。焊接参数由定时器调整。新的计时器已经电脑化，所以机器人控制柜可以直接控制计时器，不需要另一个接口。点焊机器人的焊钳通常使用气动焊钳，气动焊钳的两个电极之间的开口通常只有两个行程。而且电极压力一旦设定，就不能随意更改。近年来，出现了一种新型电动伺服点焊机。焊钳的开合由伺服电机驱动，并由码盘反馈，可以根据实际需要任意选择和预设焊钳的开度。此外，电极之间的压力可以无级调节。这种新型电动伺服点焊钳具有以下优点：1)由于焊钳的张开度由机器人精确控制，焊钳可以在机器人从点到点的运动过程中开始闭合，因此可以大大缩短每个点的焊接周期；焊接完成后，机器人可以在焊钳张开的同时移动，不需要等机器人到位后再合上焊钳或在焊钳完全张开后再移动。2)可根据工件情况任意调节焊钳的开度。只要不发生碰撞和干涉，就可以尽量减小焊钳的开启程度，从而节省焊钳的开合时间。3)当焊钳闭合加压时，不仅压力可以调节，而且闭合时两个电极轻轻闭合，减少了冲击变形和噪音。