什么是焊接機(jī)器人？有哪些類型和應(yīng)用？焊接機(jī)器人是指能夠一定程度上代替焊接技術(shù)工人，提高焊接生產(chǎn)效率的機(jī)電一體化機(jī)器人，分為控制方法型、機(jī)器視覺(jué)型、運(yùn)動(dòng)學(xué)原理型、示教編程型和人機(jī)交互型機(jī)器人，在汽車生產(chǎn)和水下作業(yè)都有應(yīng)用。無(wú)錫金紅鷹小編為您介紹：

1.什么是焊接機(jī)器人

焊接機(jī)器人是指能夠一定程度上代替焊接技術(shù)工人，提高焊接生產(chǎn)效率的機(jī)電一體化機(jī)器人;焊接機(jī)器人的發(fā)展幾乎是和關(guān)節(jié)機(jī)器人的發(fā)展同步的，而隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人焊接及智能化焊接技術(shù)已成為裝備智能制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)。

2.焊接機(jī)器人的類型

(1)控制方法型：目前，為了實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)器人的高精度、高質(zhì)量、高效率焊接，大多數(shù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者都從機(jī)器人控制方法上做研究，控制方法是保證機(jī)器人智能化的關(guān)鍵因素。對(duì)于控制方法型焊接機(jī)器人，按照控制原理和方法不同主要分為5種類型:目標(biāo)跟蹤算法控制型、閉環(huán)控制型、專家系統(tǒng)控制型、PID算法控制型和其他類型。

(2)機(jī)器視覺(jué)型：機(jī)器視覺(jué)型焊接機(jī)器人是通過(guò)激光視覺(jué)傳感器以及攝像機(jī)等信號(hào)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫以及周圍環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控的一類機(jī)器人。

(3)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理型：運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素，考慮到焊接機(jī)器人在運(yùn)行軌跡、避障、焊接方式以及各關(guān)節(jié)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系方面的不同，可將焊接機(jī)器人按照運(yùn)動(dòng)學(xué)原理方法的不同分為D-H原理型、正/逆運(yùn)動(dòng)學(xué)原理型、螺旋理論型以及運(yùn)動(dòng)管理器型4類。

(4)人機(jī)交互型：近年來(lái)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展有效地推動(dòng)了遠(yuǎn)程控制移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)領(lǐng)域嶄新的工作模式，該技術(shù)在焊接機(jī)器人方面也得到了應(yīng)用和發(fā)展。

(5)示教編程型：主要有示教再現(xiàn)、離線編程、自主編程三類焊接機(jī)器人。

第一類是示教再現(xiàn)焊接機(jī)器人。示教再現(xiàn)焊接機(jī)器人是一種可重復(fù)再現(xiàn)通過(guò)示教編程存儲(chǔ)起來(lái)的作業(yè)程序的機(jī)器人，示教再現(xiàn)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)，是由機(jī)器人本體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、示教盒等部分組成。機(jī)器人本體一般采用直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、極坐標(biāo)型或多關(guān)節(jié)型。操作員將完成操作所需的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度和觸發(fā)條件。機(jī)器人直接或間接“教導(dǎo)”操作順序和其他信息，并通過(guò)存儲(chǔ)單元記錄教導(dǎo)過(guò)程。焊接機(jī)器人重復(fù)教學(xué)內(nèi)容。

第二類是離線編程焊接機(jī)器人。顧名思義，離線編程是離線完成的。它有一定的智力。它在一定程度上通過(guò)傳感器感知環(huán)境，并根據(jù)感知信息適當(dāng)反饋和控制機(jī)器人的操作內(nèi)容。它具有多種智能功能。

與普通機(jī)器人示教編程不同，這意味著，在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程的過(guò)程中，機(jī)器人無(wú)需離開(kāi)生產(chǎn)線，生產(chǎn)不必中斷。在電腦中導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)后，程序員可以通過(guò)離線編程軟件對(duì)機(jī)器人的焊槍角度，手臂配置、進(jìn)給/速度、功率、運(yùn)動(dòng)軌跡等進(jìn)行全方位設(shè)置，無(wú)需考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程要求，即可創(chuàng)建、優(yōu)化并驗(yàn)證焊接計(jì)劃。編程完成后，實(shí)際加工流程將由自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行。同時(shí)，執(zhí)行效果的監(jiān)控也是全自動(dòng)的。

第三類是自主編程焊接機(jī)器人。除了感知，它還具有一定的決策和規(guī)劃能力，可以使用計(jì)算機(jī)處理感知結(jié)果和規(guī)劃焊接任務(wù)。自主編程技術(shù)不需要繁重的教學(xué)，減少了機(jī)器人的工作時(shí)間和工人的工作時(shí)間，也不需要根據(jù)工作臺(tái)信息實(shí)時(shí)糾正焊接過(guò)程中的偏差，大大提高了機(jī)器人的自主性和適應(yīng)性，成為機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.焊接機(jī)器人的主要應(yīng)用

(1)生產(chǎn)線：焊接機(jī)器人生產(chǎn)線比較簡(jiǎn)單的是把多臺(tái)工作站(單元)用工件輸送線連接起來(lái)組成一條生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線仍然保持單站的特點(diǎn)，即每個(gè)站只能用選定的工件夾具及焊接機(jī)器人的程序來(lái)焊接預(yù)定的工件，在更改夾具及程序之前的一段時(shí)間內(nèi)，這條線是不能焊其他工件的。

另一種是焊接柔性生產(chǎn)線(FMS-W)。柔性線也是由多個(gè)站組成，不同的是被焊工件都裝卡在統(tǒng)一形式的托盤上，而托盤可以與線上任何一個(gè)站的變位機(jī)相配合并被自動(dòng)卡緊。焊接機(jī)器人系統(tǒng)首先對(duì)托盤的編號(hào)或工件進(jìn)行識(shí)別，自動(dòng)調(diào)出焊接這種工件的程序進(jìn)行焊接。

(2)在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用：焊接機(jī)器人目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè)，汽車底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器以及液力變矩器等焊接，尤其在汽車底盤焊接生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。豐田公司已決定將點(diǎn)焊作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)裝備其日本國(guó)內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量，因而甚至試圖用它來(lái)代替某些弧焊作業(yè)。在短距離內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也大為縮短。該公司最近推出一種高度低的點(diǎn)焊機(jī)器人，用它來(lái)焊接車體下部零件。

(3)在水下的應(yīng)用：作為海洋工程裝備技術(shù)的重要組成部分，海洋焊接如今已成為海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋工程建設(shè)不可缺少的基礎(chǔ)和支撐技術(shù)。

審核編輯黃宇