汽车车身点焊机器人焊钳分析

24 《机器人技术与应用》双月刊 第1期

机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段，它在提升企业技术水平，稳定产品质量，提高生产效率，实现文明生产等方面具有重大作用。随着我国汽车工业的迅猛发展，焊接机器人在汽车白车身生产中正得到越来越广泛的应用，特别是电阻点焊机器人的应用越来越多。

1 焊接机器人优点

焊接机器人动作稳定可靠，重复精度高，可代替人的繁重体力劳动，保证产品质量。与人工焊接相比，机器人焊接具有以下优点［1］：

（1）可以提高焊接质量，并保证焊接质量稳定。对于点焊来说，虽然人工焊接时焊接参数已经提前设定，但在人工焊接时，焊点位置与焊钳角度不同会影响焊接质量和焊点均匀性，有时还会错焊、漏焊，焊接空间较小时，焊钳还易碰到工件而打火，采用机器人焊接则可避免这些缺点。

（2）可以提高劳动生产率。机器人没有疲劳，一天可以24小时连续生产，随着高速焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高会更加明显。

（3）改善工人的劳动条件。采用机器人焊接，工人们远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等，不再搬运笨重的手工焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。

（4）产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生

产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。

（5）可缩短产品改型换代的周期，减少相应的设备投资；可实现小批量产品的焊接自动化，也可以实现汽车白车身的多车型混流共线生产。

（6）工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），单机价格不断下降。机械结构向模块化、可重构化发展。

2 点焊机器人焊钳

由于点焊机器人的技术优势越来越明显，应用数量也在迅速增加，所以与其相配备的焊钳技术也在不断提高。现在点焊机器人用的焊钳都是所谓的“一体式”焊钳。这样的焊钳，无论是Ｃ型还是Ｘ型，在结构上大致都可分为：焊臂、变压器、气缸或伺服电机、机架、汇流排、浮动机构等。具体见图1和图2。

2.1 焊臂

目前点焊机器人焊钳的焊臂按照使用材质分类主要有三种形式。由于材质的不同，所以相应的结构形式也有所区别。

（1）铸造焊臂。如图3所示。焊臂整体为黄铜（H62）铸造而成，焊臂前端为电极接杆，可根据实际情况更换电极接杆长度，满足焊接要求。这种焊臂的优点是焊臂主体一次性铸造成型，再次加工量少，制造周期短，成本较低，适用定型后可进行批量生产。但H62的导电率较低，

[作者简介] 唐立峰（1976-），男，硕士学位，主要从事点焊机器人焊钳和一体化焊钳的研发工作。

汽车车身点焊机器人焊钳分析

唐立峰 胡 敏 王 勇

（天津七所高科技有限公司，天津，300409）

摘 要:本文着重介绍现阶段焊接机器人的优点和机器人焊钳的主要结构形式，并对不同的机器人焊钳的结构进行介绍和分析，指出其优缺点和适用范围。通过多方面分析，本文指出现阶段点焊机器人焊钳采用中频变压器和伺服电机驱动时，焊接质量最好。关键词:机器人；焊钳；点焊机器人；焊臂；变压器

2009年1月30日 《机器人技术与应用》 25

约为22%～28%IACS（注：IACS即国际退火工业纯铜标准。1913年国际电工学会规定，退火工业纯铜在20℃时的电阻率等于0.01724Ω·mm 2/m，为标准导电率，以100%IACS 表示），且这种焊臂的加工灵活性差，一旦定型很难更改，只能更改或重新制造模具。

（2）铬镐铜焊臂。如图1中X型和图2中C型焊臂均为铬镐铜材质。这种焊臂的导电率高（75%～82IACS），可获得较大电流，节省电能，焊臂散热好；经适当热处理，力学性能好；机械加工工艺简单。

（3）铝合金焊臂。如图4所示，焊臂整体为铝合金，焊臂前端连接电极接杆。这种焊臂的优点是质量轻，比较适合应用在机器人焊钳的设计上，尤其是长焊臂的焊钳，因为机器人本身对焊钳质量的要求相对比较严格。这种焊钳直接对电极部分进行水冷却，冷却效果好。

2.2 变压器

与焊接机器人连接的焊钳，按照焊钳的变压器形式，可分为中频焊钳和工频焊钳。中频焊钳是利用逆变技术将工频电转化为1000Hz的中频电。这两种焊钳最主要的区别就是变压器本身，焊钳的机械结构原理完全相同。中频焊钳相对于工频焊钳主要有以下优点：

（1）直流焊接。焊机采用1kHz逆变电源，三相交流电经变压器次级整流，可提供出连续的直流焊接电流，从

而提高热效率，消除电流尖峰，增宽焊接电流工艺范围，消除输出极的电感消耗，无“集肤”效应。因此，大大提高了焊接质量。

（2）焊接变压器小型化。焊接变压器的铁芯截面积与输入交流频率成反比，故中频输入可减小变压器铁芯截面积，也就减小了变压器的体积和重量。与同容量的交流焊机相比，采用中频技术的变压器体积可以减少60％。

（3）提高电流控制的响应速度，实现工频电阻焊机无法实现的焊接工艺。以1kHz逆变电源为例，焊钳可实现本周波控制，其电流控制响应速度为1ms（工频焊机的响应速度最快为20ms），从而有利于提高焊接质量，并可以方便地实现焊接电流控制。

（4）三相平衡负载，降低了电网成本。（5）功率因数高，节能效果好。

（6）缩短了焊接时间，降低了电流负载，提高了电极的使用寿命。

2.3 电极臂

按电极臂驱动形式的不同，点焊机器人可分为“气动”和“电机伺服驱动”。“气动”是使用压缩空气驱动加压气缸活塞，然后由活塞的连杆驱动相应的传递机构带动两电极臂闭合或张开。［2］“电机伺服驱动”的焊钳简称为“伺服焊钳”，是利用伺服电机替代压缩空气作为动

26 《机器人技术与应用》双月刊 第1期

力源的一种焊钳。［3］电机伺服驱动是利用电动机通过相应的力，变换机构带动两电极臂闭合或张开，是一种可提高焊点质量、性能较高的机器人用焊钳。焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，脉冲码盘反馈。这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置，而且电极间的压紧力也可以无极调节。

电机伺服点焊钳具有如下优点：

（1）提高工件的表面质量［4］。伺服焊钳由于采用的是伺服电机，电极的动作速度在接触到工件前，可由高速准确调整到低速。这样就可以形成电极对工件软接触，减轻电极冲击所造成的压痕，从而也减轻了后续工件表面修磨处理量，提高了工件的表面质量。而且，利用伺服控制技术可以对焊接参数进行数字化控制管理，可以保证提供最合适的焊接参数数据，确保焊接质量。

（2）提高生产效率。伺服焊钳的加压、开放动作由机器人来自动控制，每个焊点的焊接周期可大幅度降低。机器人在点与点之间的移动过程中，焊钳就开始闭合，在焊完一点后，焊钳一边张开，机器人一边位移，不必等机器人到位后焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动。与气动焊钳相比，伺服焊钳的动作路径可以控制到最短化，缩短生产节拍，在最短的焊接循环时间建立一致性的电极间压力。由于在焊接循环中省去了预压时间，该焊钳

比气动加压快5倍，提高了生产率。

（3）改善工作环境。焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，电极对工件是软连接，对工件无冲击，减少了撞击变形，平稳接触工件无噪声，更不会出现在使用气动加压焊钳时的排气噪声。因此，该焊钳清洁、安静，改善了操作环境。

3 结语

由以上介绍可知，点焊机器人焊钳采用中频变压器和伺服电机驱动时，焊接质量最好，焊接过程易于控制，生产效率最高。但相对于其他机器人焊钳，其造价也相对比较高。

参考文献

［1］林华.汽车车身焊装领域机器人项目管理.现代管理，2007（7）：101-109.

［2］ 卢本.焊接机器人的类型与应用一.现代焊接，2006（6）：11-15.

［3］卢本.焊接机器人的类型与应用一.现代焊接，2006（7）：19-21.

［4］郭勇.焊接机器人的应用与发展——2005’德国埃森焊接与切割展览会观感.现代焊接，2005（5）：5-7

Auto Body spot welding robotic welding gun analysis

Tang Li-feng, Hu Min, Wang Yong

(TianJin 707 Hi-Tech Co., LTD, Tianjin 300409)

Abstract: This paper presents the advantages of current welding robot and the main structure of robotic welding gun. With the comparison and analysis of different robotic welding guns, author describes the advantage and disadvantage of them and the application to Automobile industry. It is carried out that the welding quality is better when the welding gun is drove by servomotor with intermediate-frequency transformer.

Keywords: robot ; welding gun; spot welding robot; welding arm

汽车钣金焊接基础知识

焊接基础知识 版本：A/0 1 主题内容与适用范围 1.1本标准规定了钣金焊接基础知识的内容。 1.2本标准适用于钣金焊接作业相关人员的培训管理。 2 焊接的本质 焊接本质上是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。 金属晶格间距（0.3-0.5nm）。 3 焊接方法的分类 4 用于车身件的焊接方法种类 用于车身件的焊接方法主要有： 电阻焊接，电弧焊接，激光焊接，螺柱焊接。 5 电阻焊接 电阻焊接是用于车身件焊接的最主要的焊接方法。 5.1点焊焊接的原理 焊件接合后，通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。

ELECTRODES 5.2电阻焊的物理本质 就是利用焊接区金属本身的电阻热和大量塑性变形能量，使两个分离表面的金属原子之间接近到晶格距离（0.3-0.5nm），形成金属键，在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点、焊缝或对接接头。 5.3电阻焊接优点 生产效率高，快速，简单、可靠，易用于镀层材料，成本低，易于自动化。 5.4手工点焊设备

5.5机器人点焊单元 5.6焊接热量的形成及其影响因素 电阻R，焊接电流I，焊接时间T。 电极压力，电极形状及材料性能的影响，工件表面状况的影响。 5.6.1电阻及影响电阻的因素

Rw-工件本身电阻，由材料的本身特性决定（不锈钢、碳钢、铝等） Rc-两工件间的接触电阻，具有短暂性，工件表面氧化物、脏物，微观不平度 Rew-工件与电极间接触电阻，阻值很小，对熔核的形成影响很小 5.6.2焊接电流的影响 由热方程可知电流对产热的影响最大。 电流的影响因素有： 电网电压波动； 交流焊机次级回路阻抗的变化。 5.6.3焊接时间的影响 大电流、短时间－强条件，硬规范。 小电流、长时间－弱条件，软规范。 5.6.4电极压力的影响 电极压力对两电极间的总电阻R有显著的影响：压力增大，则R显著减小。但对电流影响不大。 焊点强度随焊接压力增大而减小，所以一般在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。 5.6.5工件表面状况的影响 工件表面的氧化物、污垢、油和其它杂质增大了接触电阻，会造成接触表面的局部导通，由于电 流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。表面杂质的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊 接质量的波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。 5.7热平衡及散热

电焊工基础知识

电焊工培训资料 一、基本知识 1.什么叫焊接? 答：两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接. 2.什么叫电弧？ 答：由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。 〈1〉按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。 〈2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。 〈3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。 3.什么叫母材？ 答：被焊接的金属---叫做母材。 4.什么叫熔滴？ 答：焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴---叫做熔滴。 5.什么叫熔池？ 答：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分---叫做熔池。 6.什么叫焊缝？ 答：焊接后焊件中所形成的结合部分。 7.什么叫焊缝金属？ 答：由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。 8.什么叫保护气体？ 答：焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的 ?--保护气体。 9.什么叫焊接技术？ 答：各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称—叫焊接技术。 10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？ 答：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。 11.什么叫CO2焊接？ 答：用纯度> 99.98% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊—称为CO2焊。 12.什么叫MAG焊接？ 答：用混合气体75--95% Ar + 25--5 % CO2 ，（标准配比：80%Ar + 20%CO2 ）做保护气体的熔化极气体保护焊—称为MAG焊。 13.什么叫MIG焊接？ 答：〈1〉用高纯度氩气Ar≥ 99.99%做保护气体的熔化极气体保护焊接铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属； 〈2〉用98% Ar + 2%O2 或95%Ar + 5%CO2做保护气体的熔化极气体保护焊接实心不锈钢焊丝的工艺方法--称为MIG焊。 〈3〉用氦+氩惰性混合气做保护的熔化极气体保护焊。 14.什么叫TIG（钨极氩弧焊）焊接？ 答：用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨、锆钨、镧钨）作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG焊。

汽车车身焊接工艺设计教案

浅析汽车车身的焊接工艺设计 在汽车厂中，焊接生产线相对于涂装线和总装线来说，刚性强，多品种车型的通用性差，每更新换代一种车型，均需要更新车间大量专用设备和生产工艺。焊接工艺设计可以称得上是焊接生产线的“灵魂”，涉及的专业知识较多，如机械化、电控、非标设备、建筑、结构、水道、暖通、动力、电气、计算机、环保和通讯等，从宏观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展，具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、夹具形式、物流工位器具形式、机械化输送方式及控制模式等。因此，焊接工艺设计在焊接生产线的开发中占有举足轻重的地位，是产生高性价比焊接生产线 的关键。 1、车身焊接工艺设计的前提条件 1.1产品资料 a.产品的数学模型（简称数模）。在汽车制造行业中，一般情况下用 UG,Catia,ProE等三维软件均能打开数模（如图1），并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计过程中，将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模，从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压件的各种视图（包括轴测图），以及可以输出剖面图。 b.全套产品图纸。 c.样车、样件（包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件）。

d.产品零部件明细表（包括各部件的名称、编号，冲压件的名称、编号、数量，标准件的规格、数量）。 工艺设计时，业主必须提供上述a、b、c中至少1项，d项可以从前3项中分析出来，正常状态下d项（如图2）早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b 项，那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。

1.2工厂设计的参数 工厂设计的参数包括以下几方面： a.生产纲领即年产量； b.年时基数即生产班次、生产线的利用率等； c.生产线的自动化程度（机器人＋自动焊钳焊点数／全车身焊点数x 100%=自动化率）； d.生产线的工艺水平要求（如主要设备选用原则、生产线的输送方式，电气控制水平等）； e.各种材料、外购件的选用原则（如型材、控制元件、气动元件、电机、减速器）； f.各种公用动力介质的供应方式、能力、品质等参数，建厂所在地的环境状况如温度、湿度等； g.当生产线布置在原有厂房内时，应收集原有房的土建、公用有关资料，如厂房柱顶标高、屋架承载能力、电力和动力介质的余富程度等。 2、工艺分析 2.1工艺线路分析 根据业主提供的产品资料进行产品工艺线路分析（如业主仅提供样车及样件则需经过样车分析→样车拆解→样车测量→样车再装配过程），完成装焊工艺线路图或爆炸图设计。 2.1.1产品分块 同类型车身的分块基本相同（一般车身均由地板、侧围、前／后围、门、顶盖等大总成组成），但各总成之间的连接方式及顺序往往有较大区别，合理的分块才能保

焊接工艺基本知识

焊接工艺基本知识 1什么是焊接接头？它有哪几种类型？ 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。

2什么是坡口？常用坡口有哪些形式？ 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。 坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形 坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。

⑴坡口面焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。

⑵坡口面角度和坡口角度焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹 角称为坡口角度，见图4。

开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料， 并降低劳动生产率。

⑶根部间隙焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。亦称装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。 ⑷钝边焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。 ⑸根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根部焊透。 4试比较Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口各自的优缺点？ 当焊件厚度相同时，三种坡口的几何形状见图5。

焊线基础知识

焊线机调机过程 一.首先要了解所更换的材料是否要更换压板。更换时要注意：一定要让压爪与加热板相平或略低于加热板为 最佳，然后再把固定螺丝拧紧。 两条脚支架压板 319压板（可做289. 609） 压板分为三条脚支架压板 519压板 全彩支架压板 二.调整轨道高度。在WH MENU/Setup Lead Frame/Device Height中 02 支架为 2200左右 支架高度分为 03/04 支架为 3600左右 09 支架为 4000左右 注意：这里调的是支架的高度，是粗调。 微调要在WH MENU/ Device Dependent Offset/ Adjust/Track中调节，使压板压在支架碗杯底部为最佳，如图示1所示阴影部分（调轨道时，也会随之跟着变动）。 三.调步进. 在WH MENU/Fine Adjust/Adjust indexer offset中 出现提示框，↑↓控制压板关闭/打开，←→控制支架左右移动。调节至压板间隙要和碗杯间隙对齐为最佳。 注明：调∮8产品时，把Leadframe中5334改为3040，隔点焊就可以了 四.编辑程序。首先在Teach Program下编程，为了能更好的使机器的速度达到最大，所以，一般的情况 下，我们是找的第四颗，而不是第六颗。 输入参考点数为2，先把DIE0①对着第四颗LEAD的一个边缘处，再把DIE0②对着第一颗的LEAD相应边缘处，再接着把 蓝白光芯片，对着正电极（一般为圆PAD处正中心） DIE1① 正常芯片对着PAD的正中心 蓝白光芯片，对着负电极（一般为方PAD处正中心） DIE1② 正常芯片对着芯片边缘，也可以对着芯片正中心 但是DIE1，DIE2 两点不能重复，（老的339机台可以） 以上为参考点做完了，下一步为做参考点的PR 了。 0 lead PR pattern 先做LEAD PR ①②相同 1Adjust image 2 Search pattern 3Template 4 把十字线放到此处来调节1，3，4做PR 4change grade c 5change lens 6 auto setting enable 蓝白光芯片DIE1①可以做正极，DIE1②点可以做负极，也可以做整个DIE1 正常芯片 DIE1①可以做PAD正中心， DIE1②点可以做PAD的边缘部分， PR做完成有时会提示写几条线，是对于DIE来说的，蓝白光系列为两条线（双电极芯片），正常芯片为一条线(EAGLE 60V可以不用输入几条线) 接着，要把

点焊基本原理

点焊基本原理 1．1 点焊接头的形成 电阻点焊原理和接头形成如图1所示。可简述为：将焊件3压紧在两电极2之间，施加电极压力后，阻焊变压器1向焊接区通过强大的焊接电流，在焊件接触面上形成真实的物理接触点，并随着通电加热的进行而不断扩大。塑变能与热能使接触点的原子不断激活，消失了接触面，继续加热形成熔化核心4，简称熔核。熔核中的液态金属在电动力作用下发生强烈搅拌，熔核内的金属成分均匀化，结合界面迅速消失。加热停止后，核心液态金属以自由能最低的熔核边界半熔化晶粒表面为晶核开始结晶，然后沿与散热相反方向不断以枝晶形式向中间延伸。通常熔核以柱状晶形式生长，将合金浓度较高的成分排至晶叉及枝晶前端，直至生长的枝晶相互抵住，获得牢固的金属键合，接合面消失了，得到了柱状晶生长较充分的焊点，如图2所示。或因合金过冷条件不同，核心中心区同时形成等轴晶粒，得到柱状晶与等轴晶两种凝固组织并存的焊点，如图3所示。同时，液态熔核周围的高温固态金属，在电极压力作用下产生塑性变形和强烈再结晶而形成塑性环①〔注：塑性环（corona bond）熔核周围具有一定厚度的塑性金属区域称为塑性环，它也有助于点焊接头承受载荷〕，该环先于熔核形成且始终伴随着熔核一起长大，如图4所示。它的存在可防止周围气体侵入和保证熔核液态

金属不至于沿板缝向外喷溅。 熔核凝固组织为全部柱状晶者，以65Mn熔核为例，其形成过程模型如图5所示。图中： 图5a 凝固前，在熔合线上（固－液相界面）有许多晶粒处于半熔化状态，显然熔核的液态金属能很好的润湿取向不同的半熔化晶粒表面，为异质成核进行结晶提供了有利条件。 图5b 液态熔核的温度降低时，由于成分过冷较大，以半熔化晶粒作底面沿<100>向长出枝晶束。 在电极与母材的急冷作用下，凝固界面前形成较大的温度梯度，因而使枝晶主干伸入液体中较远，枝晶生长很快，枝晶臂间距H与冷却速度V间存在以下关系。 一次枝晶臂间距H1∝V-? 二次枝晶臂间距H2∝V-（?～?） 由于薄件脉冲点焊熔核尺寸小，电极与母材的急冷作用强，液体金属的冷却速度极快，因此枝晶臂的间距甚小。 图5c 枝晶继续生产、凝固层向前推进，液体向枝晶间充填。 枝晶间的液体逐渐向枝晶上凝固，使枝晶变长变粗，靠近母材处由于温度低，液体向枝晶上凝固快，以至形成连续的凝固层。由于65Mn合金具有较宽的凝固温度范围，故凝固层呈锯齿形起状，由于晶界在凝固层内形成，这就造成柱状

二自由度机械臂动力学分析培训资料

二自由度机械臂动力 学分析

平面二自由度机械臂动力学分析 姓名：黄辉龙 专业年级：13级机电 单位：汕头大学 摘要：机器臂是一个非线性的复杂动力学系统。动力学问题的求解比较困难，而且需要较长的运算时间，因此，这里主要对平面二自由度机械臂进行动力学研究。拉格朗日方程在多刚体系统动力学的应用方法分析平面二自由度机械臂的正向动力学。经过分析，得出平面二自由度机械臂的动力学方程，为后续更深入研究做铺垫。 关键字：平面二自由度 动力学方程 拉格朗日方程 相关介绍 机器人动力学的研究有牛顿-欧拉（Newton-Euler ）法、拉格朗日 (Langrange)法、高斯（Gauss ）法等，但一般在构建机器人动力学方程中，多采用牛顿-欧拉法及拉格朗日法。 欧拉方程又称牛顿-欧拉方程，应用欧拉方程建立机器人机构的动力学方程是指研究构件质心的运动使用牛顿方程，研究相对于构件质心的转动使用欧拉方程，欧拉方程表征了力、力矩、惯性张量和加速度之间的关系。 在机器人的动力学研究中，主要应用拉格朗日方程建立机器人的动力学方程，这类方程可直接表示为系统控制输入的函数，若采用齐次坐标，递推的拉格朗日方程也可以建立比较方便且有效的动力学方程。 在求解机器人动力学方程过程中，其问题有两类： 1)给出已知轨迹点上? ??θθθ、及、 ，即机器人关节位置、速度和加速度，求相应的关节力矩矢量τ。这对实现机器人动态控制是相当有用的。 2)已知关节驱动力矩，求机器人系统相应各瞬时的运动。也就是说，给出关节力矩矢量τ，求机器人所产生的运动? ??θθθ、及、 。这对模拟机器人的运动是非常有用的。 平面二自由度机械臂动力学方程分析及推导过程 1、机器人是结构复杂的连杆系统，一般采用齐次变换的方法，用拉格朗日方程建立其系统动力学方程，对其位姿和运动状态进行描述。机器人动力学方程的具体推导过程如下： 1) 选取坐标系，选定完全而且独立的广义关节变量n r ,,2,1,r ???=θ。 2) 选定相应关节上的广义力r F ：当r θ是位移变量时，r F 为力；当r θ是角度变量时，r F 为力矩。 3)求出机器人各构件的动能和势能，构造拉格朗日函数。 4) 代入拉格朗日方程求得机器人系统的动力学方程。 2、下面以图1所示说明机器人二自由度机械臂动力学方程的推导过程。

焊接与汽车车身结构

焊接与车身结构 作为汽车车身产品结构与焊接之间是相辅相成的，好的产品结构，在满足强度和功能的基础上，焊接工艺相对简单，实施较为容易，而车身结构又与装配关系息息相关，目前我们在前期同步工程中针对产品本身主要需处理的两大类工作：一为车身装配关系，二为车身焊接工艺性。车身装配关系关系到生产线的长度、生产组织方式，物流储运等，以下重点就车身结构与装配关系作一描述。 一车身结构 从车身结构上划分，车身分承载式车身、半承载式车身、非承载式车身三类。第一类：非承载式车身卡车、大中型客车、越野车等车身通常采用非承载式车身，有独立的车架，车架与车身之间通过装配形式连接。车架部分采用铆接、弧焊、电阻点焊方式连接的都有，弧焊方式居多，并且单独进行涂装，而后在总装与车身相互连接；而车身本体部分因车型相异而截然不同，客车多为骨架蒙皮式，由车身骨架加上外覆盖件组成，因而采用电阻点焊＋铆接方式的居多，卡车由驾驶舱和车厢组成，驾驶舱多采用电阻点焊方式，车厢采用电阻点焊＋弧焊的连接方式，越野车类似于轿车，车身本体由各块装焊，多采用电阻点焊，如现规划中的P11 车型，属于越野车。 第二类：承载式车身 轿车（专指乘用车）车身通常为承载式车身，没有独立的车架，悬架装置直接装配于车身轮罩上，如现生产的A11、B11、规划中的M11、B12 等车型，车身在总拼时按照模块化生产一般包括侧围、地板、顶盖、后围等，因车型的不同，在局部构成上有较大区别，在焊接方式上大都采用电阻点焊，零星位置采用弧焊。 第三类：半承载式车身 半承载式车身介于承载与非承载之间，一般在车身后半部有单独的车架构成，但与承载式车身不同的是，此车架在焊装即与车身焊接形成一个整体，随着汽车设计的发展，有无单独的车架概念已越来越模糊，但是否为半承载式的一个根本性的标准，是判断后部悬架装置是装配在轮罩上还是车架上，小型客车、面包车、SUV 、MPV 通常为半承载式车身，如规划中的A18 、B13 等车型，其模块化组成与承载式轿车基本相同，焊接方式大都采用电阻点焊，零星位置采用弧焊连接。 二车身装焊组成 除卡车、大中型客车车身结构组成迥然、其它类型车如面包车、小型客车、轿车、SUV、MPV 、越野车等在车身本体（不包含车架）组成上大同小异，作为一些大的焊接总成组焊原则，如车身总成、地板总成因大都采用流水线生产输送方式，为达到柔性好、共用性强、投资小的目的，这些总成工位尽 要求在 可能实现一次装焊、分步焊接，零件上线工位尽可能少。

点焊工艺基础知识

武汉兴园金属有限责任公司 点焊工艺基础知识 版本：A/0 1 主题内容与适用范围 2 焊点的形成与对其质量的一般要求 焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过分子或原子间的结合和扩散而连成一体的工艺加工过程。 焊接包括：熔化焊、压焊、钎焊。 压焊包括：电阻焊、锻焊、摩擦焊、高频焊、超声波焊等等。 电阻焊包括：点焊、凸焊、对焊、缝焊。 电阻焊就是将工件置于两个电极之间加压，通以电流，利用工件的电阻产生热量并形成局部熔化，或达到塑性状态。断电后，压力继续作用，形成牢固接头。 2.1焊点的形成 点焊过程可分为彼此相联的三个阶段：预加压力、通电加热和锻压。 2.1.1预加压力 预加电极压力是为了使焊件在焊接处紧密接触。若压力不足，则接触电阻过大，导致焊件烧穿或将电极工作面烧损。因此，通电前电极力应达到预定值，以保证电极与焊件、焊件与焊件之间的接触电阻保持稳定。 2.1.2通电加热 通电加热是为了供焊件之间形成所需的熔化核心。在预加电极压力下通电，则在两电极接触表面之间的金属圆柱体内有最大的电流密度，靠焊件之间的接触电阻和焊件自身的电阻，产生相当大的热量，温度也很高。尤其是在焊件之间的接触面处，首先熔化，形成熔化核心。电极与焊件之间的接触

电阻也产生热量，但大部分被水冷的铜合金电极带走，于是电极与焊件之间接触处的温度远比焊件之间接触处为低。正常情况下是达不到熔化温度。在圆柱体周围的金属因电流密度小，温度不高，其中靠近熔化核心的金属温度较高，达到塑性状态，在压力作用下发生焊接，形成一个塑性金属环，紧密地包围着熔化核心，不使熔化金属向外溢出。 在通电加热过程中有两种情况可能引起飞溅：一种是开始时电极预压力过小，熔化核心周围未形成塑性金属环而向外飞溅；另一种是加热结束时，因加热进间过长，熔化核心过大，电极压力下，塑性金属环发生崩溃，熔化金属从焊件之间或焊件表面溢出。 2.1.3锻压 锻压是在切断焊接电流后，电极继续对焊点挤压的过程，对焊点起着压实作用。断电后，熔化核心是在封闭的金属“壳”内开始冷却结晶的，收缩不自由。如果此时没有压力作用，焊点易出现缩孔和裂纹，影响焊点强度。如果有电极挤压，产生的挤压变形使熔核收缩自由并变得密实。因此，电极压力必须在断电后继续维持到熔核金属全部凝固之后才能解除。锻压持续时间视焊件厚度而定。对于厚度1-8mm的钢板一般为0.1-2.5秒。 当焊件厚度较大，（铝合金为1.6-2mm,钢板为5-6mm）时,因熔核周围金属壳较厚,常需增加锻压力。加大压力的时间须控制好。过早，会把熔化金属挤出来变成飞溅，过晚，熔化金属已凝固而失去作用。一般断电后在0-0.2秒内加大锻压力。 以上是焊点形成的一般过程。在实际生产中，往往根据不同材料、结构以与对焊接质量的要求，采用一些特殊的工艺措施。例如：对热裂纹倾向较大的材料，可采用附加缓冷脉冲的点焊工艺，以降低熔核的凝固速度；对调质材料的焊接，可在两电极之间作焊后热处理，以改善因快速加热、冷却而

电阻点焊基础.

?局部结合?形成结构-自发牛成 电阻焊接基础什么是屯阻点焊

为什么采用电阻焊 ?快速 -价廉 -零件兀配容差 -可靠 -能焊度层材料 .相对简单 什么使用电阻焊?厚度从0.6mm到 3.5m m的钢板 -热浸镀锌 ?电镀锌 -铝材

?辆现代汽车包含有3000多个 电阻焊点xm GM-4488M - -产品工程和制造间的规范. WS-1 - -GM的电阻点焊手册 GM9621P— -工艺控制文件 WESS- -WS-1计算器 WS?4— -焊接认证流程 WS-2 — -设备规范- 2 3—; A J BUU'K 二.'

?电阻点焊是对两层或 以上的金属板材加压 并保持， 同时进行加 执 八■ ■ ? Heat =PRT -作为电阻焊的a 的，热量是由焊接电流和电阻形 成的. -钢铁的电阻值范围是6()到150微欧. -电阻焊接钢铁的焊接电流范围J^7{)0()-l8(X)()安培 ?焊接时间范围是8到48个周波 热量-压力 -时间 □ 着

TMAHSFORMER 典型焊接程序 1 ()()()()安 2 X ().000100 欧 X 0.24 秒(12周波) =2400 ws (焦耳) 基本构件 -控制器 ?变压器 ?电极 I ^SECOBDMV I rJ ---- < C I i / I 、伫？ / L ---------------------------- > SECOMDUV 3?3t VBLTS AMPS

?电极施压? -焊接电流导入零件 -冷却零件表面 电极施压目的 ?压紧零件 ?维持焊接电阻 ?如果电阻太低，生成热量不够. ?如果电阻太高，牛成热量过多. ?建立封闭压力 ?当焊接热量形成，在压力F热量扩散至焊接金属.

机器人动力学汇总

机器人动力学研究的典型方法和应用 （燕山大学 机械工程学院） 摘 要：本文介绍了动力学分析的基础知识，总结了机器人动力学分析过程中比较常用的动力学分析的方法：牛顿—欧拉法、拉格朗日法、凯恩法、虚功原理法、微分几何原理法、旋量对偶数法、高斯方法等，并且介绍了各个方法的特点。并通过对PTl300型码垛机器人弹簧平衡机构动力学方法研究，详细分析了各个研究方法的优越性和方法的选择。 前 言：机器人动力学的目的是多方面的。机器人动力学主要是研究机器人机构的动力学。机器人机构包括机械结构和驱动装置，它是机器人的本体，也是机器人实现各种功能运动和操作任务的执行机构，同时也是机器人系统中被控制的对象。目前用计算机辅助方法建立和求解机器人机构的动力学模型是研究机器人动力学的主要方法。动力学研究的主要途径是建立和求解机器人的动力学模型。所谓动力学模指的是一组动力学方程（运动微分方程），把这样的模型作为研究力学和模拟运动的有效工具。 报告正文： （1）机器人动力学研究的方法 1）牛顿—欧拉法 应用牛顿—欧拉法来建立机器人机构的动力学方程，是指对质心的运动和转动分别用牛顿方程和欧拉方程。把机器人每个连杆（或称构件）看做一个刚体。如果已知连杆的表征质量分布和质心位置的惯量张量，那么，为了使连杆运动，必须使其加速或减速，这时所需的力和力矩是期望加速度和连杆质量及其分布的函数。牛顿—欧拉方程就表明力、力矩、惯性和加速度之间的相互关系。 若刚体的质量为m ，为使质心得到加速度a 所必须的作用在质心的力为F ，则按牛顿方程有：ma F = 为使刚体得到角速度ω、角加速度εω= 的转动，必须在刚体上作用一力矩M ， 则按欧拉方程有：εωI I M += 式中，F 、a 、M 、ω、ε都是三维矢量；I 为刚体相对于原点通过质心并与刚

汽车车身焊接工艺设计

汽车车身焊接工艺设计

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浅析汽车车身的焊接工艺设计 在汽车厂中，焊接生产线相对于涂装线和总装线来说,刚性强，多品种车型的通用性差，每更新换代一种车型，均需要更新车间大量专用设备和生产工艺。焊接工艺设计可以称得上是焊接生产线的“灵魂”,涉及的专业知识较多,如机械化、电控、非标设备、建筑、结构、水道、暖通、动力、电气、计算机、环保和通讯等,从宏观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展，具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、夹具形式、物流工位器具形式、机械化输送方式及控制模式等。因此,焊接工艺设计在焊接生产线的开发中占有举足轻重的地位，是产生高性价比焊接生产线的 关键。 1、车身焊接工艺设计的前提条件 １.1产品资料 a．产品的数学模型(简称数模）。在汽车制造行业中，一般情况下用UＧ,Catｉａ，ProE等三维软件均能打开数模(如图1）,并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计过程中，将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模,从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压件的各种视图(包括轴测图),以及可以输出剖面图。 b．全套产品图纸。 ｃ．样车、样件（包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件)。

d.产品零部件明细表（包括各部件的名称、编号,冲压件的名称、编号、数量，标准件的规格、数量）。 工艺设计时,业主必须提供上述a、ｂ、ｃ中至少１项,d项可以从前3项中分析出来,正常状态下d项(如图２）早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b项，那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。

【精品】点焊工艺基础知识

点焊工艺基础知识 版本:A/0 1主题内容与适用范围 2焊点的形成及对其质量的一般要求 焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过分子或原子间的结合和扩散而连成一体的工艺加工过程。 焊接包括：熔化焊、压焊、钎焊。 压焊包括：电阻焊、锻焊、摩擦焊、高频焊、超声波焊等等。 电阻焊包括：点焊、凸焊、对焊、缝焊。 电阻焊就是将工件置于两个电极之间加压,通以电流,利用工件的电阻产生热量并形成局部熔化，或达到塑性状态.断电后，压力继续作用，形成牢固接头。 2。1焊点的形成 点焊过程可分为彼此相联的三个阶段：预加压力、通电加热和锻压。

2。1。1预加压力 预加电极压力是为了使焊件在焊接处紧密接触。若压力不足，则接触电阻过大,导致焊件烧穿或将电极工作面烧损.因此,通电前电极力应达到预定值，以保证电极与焊件、焊件与焊件之间的接触电阻保持稳定。 2.1.2通电加热 通电加热是为了供焊件之间形成所需的熔化核心。在预加电极压力下通电，则在两电极接触表面之间的金属圆柱体内有最大的电流密度,靠焊件之间的接触电阻和焊件自身的电阻，产生相当大的热量，温度也很高.尤其是在焊件之间的接触面处,首先熔化，形成熔化核心。电极与焊件之间的接触电阻也产生热量，但大部分被水冷的铜合金电极带走，于是电极与焊件之间接触处的温度远比焊件之间接触处为低。正常情况下是达不到熔化温度.在圆柱体周围的金属因电流密度小，温度不高,其中靠近熔化核心的金属温度较高，达到塑性状态，在压力作用下发生焊接，形成一个塑性金属环，紧密地包围着熔化核心，不使熔化金属向外溢出. 在通电加热过程中有两种情况可能引起飞溅:一种是开始时电极预压力过小,熔化核心周围未形成塑性金属环而向外飞溅；另一种是加热结束时,因加热进间过长,熔化核心过大，电极压力下，塑性金属环发生崩溃，熔化金属从焊件之间或焊件表面溢出。 2。1.3锻压 锻压是在切断焊接电流后，电极继续对焊点挤压的过程，对焊点起着压实作用。断

焊工基础知识.

焊工基础知识培训手册 第一章焊接过程基本理论及分类 焊接是通过加热或加压，或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法叫做焊接。 焊接是一种生产不可拆卸的结构的工艺方法。随着近代科学技术的发展，焊接已发展成为一门独立的科学，焊接不仅可以解决各种钢材的连接，还可以解决铝、铜等有色金属及钛等特种金属材料的连接，因而已广泛用于国民经济的各个领域，如机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。据统计，每年仅需要进行焊接加工之后、使用的钢材就占钢材总产量的55%左右。可见焊接技术应用的前景是很广阔的。 一、焊接分类 焊接时的工艺特点和母材金属所处的状态，可以把焊接方法分成熔焊、压焊和钎焊三类，金属焊接的分类如下： 1.熔焊：焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力的焊接方法，称为熔焊。 熔焊是目前应用最广泛的焊接方法。最常用的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊及手工钨极氩弧焊弧焊等。 2.压焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热的焊接方法，称为压焊。压焊两种形式： （1）被焊金属的接触部位加热至塑性状态，或局部熔化状态，然后加一定的压力，使金属原子间相互结合形成焊接接头，如电阻焊、摩擦焊等。 （2）加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力引起的塑性变形，原子相互接近，从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。 3.钎焊：采用熔点比母材低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，连接焊件的方法，称为钎焊。钎焊分为如下两种： （1）软钎焊用熔点低于4500C的钎料（铅、锡合金为主）进行焊接，接头强度较低。（2）硬钎焊用熔点高于4500C的钎焊（铜、银、镍合金为主）进行焊接，接头强度较高。

汽车点焊工艺

汽车点焊工艺 摘要 (2) 第一章绪论 (3) 1.1研究背景及现实意义 (3) 1．2轿车车身铝合金点焊现状 (3) 第二章电阻点焊焊概述 (4) 2.1电阻点焊简介 (4) 2.2点焊方法分类 (5) 2.3电阻点焊的基本原理 (5) 2.3.1电阻点焊的基本过程 (5) 2．3．2焊接热的产出及影响因素 (7) 第三章点焊工艺参数选择 (8) 3.1 主要规范参数分析 (8) 3.1.1 .电极压力对点焊质量的影响 (8) 3.1.2 .通电电流对点焊质量的影响 (9) 3.1.3 通电时间对点焊质量的影响 (10) 3.2 焊接规范参数的确定原则 (11) 3.3 调整方法 (11) 第四章点焊质量保证与缺陷分析 (12) 4.1 点焊质量保证 (12) 4.1.1 焊点工艺设计的优化 (12) 4.1.2 电极 (12) 4.1.3 焊点的强度保证 (12) 4.1.4 焊点外观质量的保证 (13) 4.2 点焊接头主要缺陷产生的原因及预防措施 (13) 第五章点焊焊枪驱动控制 (14) 5.1 电动伺服焊枪应用现状 (14) 5．2 点焊焊枪气动力伺服系统的组成及特点 (15) 5．3 气动伺服系统的数学模型 (15) 毕业设计总结 参考文献

摘要 电阻点焊是一种被广泛应用的生产工艺，尤其被广泛应用于现代制造业及其它一些高科技产业与领域，如汽车制造、飞机制造及航空航天领域等。点焊是现在汽车车身及其它部件的主要连接工艺方法，在汽车制造工业中发挥着不可替代的重要作用。汽车车身点焊的连接质量决定了汽车的整体结构刚度和完整性，所以检测和保证点焊的连接质量具有重要的实际意义。本文基于超声检测的基本原理，进行了汽车车身焊点连接质量的检测和评价研究。 在微型车车身装配焊接中，电阻焊占有相当重要的地位。但是在焊接过程中所出现的缺陷给汽车装配带来一定的影响，这些问题如到了总装流水线上装配才发现，需要进行补焊、补漏、校正，变形，影响流水线的作业进度，因此消除焊接缺陷，对汽车装配具有重要意义。 通过深入分析点焊工艺过程,结合基于事例推理的特点,将点焊工艺事例属性划分为两类:事例特征Ⅰ和事例特征Ⅱ。设计了相似点焊工艺事例的检索策略:在事例特征Ⅰ的约束下,以事例特征中Ⅱ所包含的材质的热物理性质和板厚作为检索相似事例的依据。应用模糊推理的方法对检索到相应的相似事例库中所含有的工艺知识、规则进行提取、总结,进而指导对新的点焊工艺事例的求解,从而较好的解决了点焊工艺设计中基于事例推理时,难以建立合适的模型对检索到的相似事例进行修正的难点,使点焊工艺参数的智能求解过程更加符合领域专家的思维,过程更加灵活,具有开放性。 现代轿车的白车身都是通过冲压件焊接连接而成，焊接质量的好坏直接关系到车身的可靠性，因此研究车身焊点的质量非常重要。锌钢板虽具有较好的抗腐蚀性能，但点焊过程中，与无镀层钢板相比，存在以下问题：先于钢板熔化的锌层形成锌环而分流，致使焊接电流密度减小；锌层表面烧损、粘连、污染电极而使电极寿命降低；锌层电阻率低，接触电阻小；容易产生焊接飞溅、裂纹、气孔或组织软化等缺陷。对于生产企业来说，合理选择工艺参数则是控制焊点质量的最主要途径。本文通过一种既能减少试验次数，又能获得可靠结果的多因素的优选方法——正交试验设计对点焊工艺参数进行优化，代替了传统的经验法，在确保试验结果可靠的基础上，提高了试验效率。 随着汽车工业飞速发展，电阻点焊己经成为轿车白车身装配的主要连接方法，因而点焊质量与焊接效率对轿车的质量与成本有着重要影响。广阔的市场需求及严格的焊接质量要求对点焊质量控制提出了更高的要求，点焊的质量问题越来越多地受到关注。由于点焊过程的复杂性，点焊质量的在线评估与质量控制一直是点焊技术领域中的难题。针对这一问题，本文对汽车点焊过程的质量控制和评估方法进行了研究，重点研究了一种点焊质量的多变量综合监控技术，以保证焊点质量的稳定性，提高点焊合格率，从而达到降低生产成本和提高生产效率的日的。

机器人机械臂运动学分析(仅供借鉴)

平面二自由度机械臂动力学分析 [摘要] 机器臂是一个非线性的复杂动力学系统。动力学问题的求解比较困难，而且需要较长的运算时间，因此，这里主要对平面二自由度机械臂进行动力学研究。本文采用拉格朗日方程在多刚体系统动力学的应用方法分析平面二自由度机械臂的正向动力学。经过研究得出平面二自由度机械臂的动力学方程，为后续更深入研究做铺垫。 [关键字] 平面二自由度 一、介绍 机器人是一个非线性的复杂动力学系统。动力学问题的求解比较困难，而且需要较长的运算时间，因此，简化解的过程，最大限度地减少工业机器人动力学在线计算的时间是一个受到关注的研究课题。 机器人动力学问题有两类： (1) 给出已知的轨迹点上的，即机器人关节位置、速度和加速度，求相应的关节力矩向量Q r。这对实现机器人动态控制是相当有用的。 (2) 已知关节驱动力矩，求机器人系统相应的各瞬时的运动。也就是说，给出关节力矩向量τ，求机器人所产生的运动。这对模拟机器人的运动是非常有用的。 二、二自由度机器臂动力学方程的推导过程 机器人是结构复杂的连杆系统，一般采用齐次变换的方法，用拉格朗日方程建立其系统动力学方程，对其位姿和运动状态进行描述。机器人动力学方程的具体推导过程如下： (1) 选取坐标系，选定完全而且独立的广义关节变量θr ，r=1, 2,…, n。 (2) 选定相应关节上的广义力F r：当θr是位移变量时，F r为力；当θr是角度变量时， F r为力矩。 (3) 求出机器人各构件的动能和势能，构造拉格朗日函数。 (4) 代入拉格朗日方程求得机器人系统的动力学方程。 下面以图1所示说明机器人二自由度机械臂动力学方程的推导过程。

电阻焊中工艺参数电极工件材质等各方面基本知识

电阻焊中工艺参数电极工件材质等各方面 基本知识 点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式是最常用的方式，这时工件的两侧均有电极压痕。大焊接面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工件的压痕。常用于装饰性面板的点焊。同时焊接两个或多个点焊的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联，这时，所有电流通路的阻抗必须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态、材料厚度、电极压力都需相同，才能保证通过各个焊点的电流基本一致采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免c的不足。 单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈电，典型的单面点焊方式，单面单点点焊，不形成焊点的电极采用大直径和大接触面以减小电流密度。无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成风流。为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。当两焊点的间距l很大时，例如在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采用了特殊的铜桥A，与电极同时压紧在工件上。 在大量生产中，单面多点点焊获得广泛应用。这时可采用由一个变压器供电，各对电极轮流压住工件的型式,也可采用各对电极均由单独的变压器供电，全部电极同时压住工件的型式.后一型式具有较

多优点，应用也较广泛。其优点有：各变压器可以安置得离所联电极最近，因而。 其功率及尺寸能显著减小；各个焊点的工艺参数可以单独调节；全部焊点可以同时焊接、生产率高；全部电极同时压住工件，可减少变形；多台变压器同时通电，能保证三相负荷平衡。 点焊电极 点焊电极是保证点焊质量的重要零件，它的主要功能有：(1)向工件传导电流；(2)向工件传递压力；(3)迅速导散焊接区的热量。基于电极的上述功能，就要求制造电极的材料应具有足够高的电导率、热导率和高温硬度，电极的结构必须有足够的强度和刚度，以及充分冷却的条件。此外，电极与工件间的接触电阻应足够低，以防止工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。电极材料按我国航空航天工业部航空工业标准HB5420-89的规定，分为4类，但常用的是前三类。1类高电导率、中等硬度的铜及铜合金。这类材料主要通过冷作变形方法达到其硬度要求。适用于制造焊铝及铝合金的电极，也可用于镀层钢板的点焊，但性能不如2类合金。1类合金还常用于制造不受力或低应力的导电部件。2类具有较高的电导率、硬度高于1类合金。这类合金可通•236•过冷作变形与热处理相结合的方法达到其性能要求。与1类合金相比，它具有较高的力学性能，适中的电导率，在中等程度的压力下，有较强的抗变形能力，因此是最通用的电极材料，广泛地用于点焊低碳钢、低合金钢、不锈钢、高温

焊接图- 焊接工艺基础知识

1 焊接工艺基础知识 1.1 焊接接头的种类及接头型式 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。 (一)对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—1规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—1所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。 图1—1 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄， (b)双面削薄 较薄板厚度δ1 ≤2～5 >5～9 >9～12 >12 允许厚度差 1 2 3 4 (δ—δ1) 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—2。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。

图1—2 角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—3。 图1—3 T形接头 (四)搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—4。 图1—4 搭接接头 (a)I形坡口， (b)圆孔内塞焊； (c)长孔内角焊 搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—4。 I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。 当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。 1.2焊缝坡口的基本形式与尺寸 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。 (一)坡口形式 坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J 形等各种坡口形式。