轨道车辆机器人及专机自动焊接生产线介绍

轨道车辆机器人及专机自动焊接生产线介绍(图)

https://www.wendangku.net/doc/cb11844121.html,2011-01-20 13:16来源“中国轨道交通焊接技术论坛”

张善保演讲稿

1、概述

轨道车辆分客运和货运两大类。在客运方面：为满足快速增长的旅客运输需求，我国目前加快了全国高速铁路客运网的建设，特别是高速铁路的建设，到2020年客运专线将达到12500km，形成“四纵四横”客运专线骨架。在货运方面：56%的煤炭、84%的石油、24%的钢铁、22%的粮食58%的棉花都是通过铁路运输，货物发送量已位居世界第一，达到20亿吨以上，将重点发展重载货车（80T 以上）的研发。客货运输能力满足社会发展的需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。

轨道运输与交通建设的快速发展，将需要大量的客货用车辆。高性能的车辆需要高效的自动化设备进行生产，自动化程度越高越能保证车辆的质量稳定性。

哈尔滨焊接研究所利用三十多年研发、制造焊接专用设备的经验，以及在焊接材料、工艺方法的成果，针对铁路货车车辆生产的需要，2002年起先后研制了多条铁路敞车端墙机器人／专机生产线。针对高速动车和城市轨道就通铝合金车体需求量的增加，2009

年研制出了用于铝合金车体大部件焊接的龙门专用焊机及机器人焊接生产线，已有6条线在生产中应用。在高速铁路、城市地铁、轻轨等铝合金车辆制造中发挥着应有的作用。

2、敞车端墙自动焊接生产线

现代车辆生产需要先进的制造技术，焊接技术在车辆生产中具有十分重要的作用。敞车端墙为一种框架式结构，焊缝长度变化较大，而且焊缝的方向也有较大的差异，焊接所

开发的端墙自动焊接生产线很好的解决了这些问题，生产线分为机器人和焊接专机以及混合方式等三类。

2.1机器人焊接生产线

焊接机器人具有很好的工作柔性，特别适于焊缝位置多样的工件的大批量焊接生产。焊接机器人生产线的组成，采用引进机器人，加上配套的国产外围机械系统与电控系统，是符合国情的机器人成套自动焊装备低成本自动化的最佳途径。

研制的敞车端墙机器人焊接生产线如下图1、2。该生产线实现了端墙正反面全自动传输，机器人自动焊接。机器人焊接过程采用协调控制，一维滑轨可以增大机器人有效的工作区域,工件传输正面采用辊道式输送系统，背面采用传输车方式，在焊接工位的工件装夹定位简单、适用而可靠。使用机器人可以焊接工作域内的对接、搭接、角接等多种焊缝类型。

机器人系统具有焊缝初始位置的激光寻位功能，可适应工件一定范围内的形位偏差。采用电弧传感系统进行焊缝轨迹的实时传感。在工作中机器人首先需要进行激光焊缝起始点的寻找，确定实际焊缝起点位置，然后进行焊接，同时在焊接过程中采用电弧焊缝实时传感技术，实时纠正焊缝偏差。机器人焊接工位四周设有弧光防护罩，并工作中的安全警示装置。

机器人外围设备采用PLC（可编程序控制器）控制，能与机器人通信，在操作平台上，能对整个工作站的工作过程进行控制，同时具有手动、自动、示教、测试、预留外接总线等功能模式。控制系统还设有无焊丝和保护气体压力检测报警，以确保焊接过程的正常进行。

沈阳车辆厂的敞车端墙机器人焊接生产线具有以下特点。

● 整条生产线共有4台焊接机器人（正面2台IGM；背面2台OTC）

● 整条生产线包含组装、焊接、传输、翻转、补焊等13个工位。

● 端墙机器人使用激光焊缝始端寻位＋电弧焊缝实时传感

● 生产线由中心向两侧分布，两侧的工位布置完全相同且控制系统也完全相同。

● 端墙正反面实现全自动传输，机器人自动焊接。

● 生产线两侧完全相同，保证设备维修期间不需要停止生产，每一侧的机器人都能完成整个工件的焊接，确保生产的连续进行。

重庆长征厂敞车端墙机器人焊接生产线具有以下特点。

● 正面为2台OTC弧焊机器人＋2台OTC焊接电源

● 背面为1台OTC弧焊机器人＋1台OTC焊接电源

● 3套机器人一维移动滑轨（滑轨有效行程可指定）

● 端墙生产线分为上料、组装、正面机器人1焊接、正面机器人2焊接、工件传输、补焊、工件翻转、背面机器人焊接、背面补焊共9个工位

● 端墙生产线共有2套独立控制系统；分别用于控制正面和背面。

● 端墙机器人使用激光焊缝始端寻位＋电弧焊缝实时传感

● 端墙正反面实现全自动传输，机器人自动焊接。

● 生产线由一侧向另一侧呈流水布置，正面每一台机器人负责全部焊缝的一部分；背面机器人焊接全部焊缝，该方式可以有效减少设备的占地面积。工序安排流畅、清晰。

2.2 龙门自动焊接生产线

龙门自动焊接生产线是采用根据产品类型专门设计的龙门焊接专机焊接端墙焊缝，见图3。焊接过程中采用人工调节焊枪和使用接触传感方式实现焊缝的自动焊接。工件的传输方式采用升降式传输小车来完成，龙门分为用于横带焊接的双枪龙门，角柱焊接的单枪

龙门，背面焊缝的双枪龙门。

使用龙门焊接机可以有效降低对于使用者的操作难度（相对于机器人），更容易为工厂工人接受。龙门可以使用更多的焊枪焊接横带，可以有效提高焊接效率，升降式传输车的使用可以传输更多种类型的端墙（相对于辊子传输）。

龙门为专用设计，工厂的维护人员可以更加容易的掌握其中的原理，现场维修可以更快捷，维护成本与制造成本相对较低。（相对于机器人焊接生产线）

2.3龙门＋机器人自动焊接生产线（见图4）

该条生产线建于北车济南车辆厂，是一条龙门专机于机器人混合的端墙焊接生产线，整条生产线分为上料、组装、正面机器人焊接、正面龙门1焊接、正面龙门2焊接、补焊、工件翻转、背面机器人焊接、背面龙门焊接、背面补焊共10个工位。

在其中可以安装2台机器人和3台龙门焊接机。（正面双枪、单枪，背面双机头龙门）端墙的传输采用升降式传输小车，可以不受工件表面形状的限制。整条生产线共有2套独

立控制系统，分别用于控制正面和背面。龙门的焊缝传感使用接触和激光两种传感形式完成。

生产线由一侧向另一侧呈流水布置，工序安排流畅、清晰。龙门与机器人的联合使用可

以减少劳动强度，提高生产效率，提高产品的质量，同时各自可以协同或独立完成工件的大部分焊接工作。使用机器人可以焊接工作域内的对接、搭接、角接等多种焊缝类型，龙门可以高效率焊接工件内的长直焊缝。

3、铝合金车体自动焊接生产线（龙门焊接机、机器人工作站）

铝合金车体是轨道交通车辆上的重要部件。一般来说轨道交通车辆车体主要由底架、侧墙、端墙、车顶、车头五部分组成。车体的生产需要大型冲压、机加工以及焊接设备。车体的生产需要大量的人力和物力，是车辆制造的主要部件。铝合金材料制作的车体具有质量轻，耐腐蚀，外观平整度好、材料可以再生利用、环保等优点而受到世界各城市交通公司和铁道运输部门的欢迎。铝合金车体在高速铁路车辆制造上具有其他材料不可替代的功能。现阶段铝合金车体几乎占据了世界95%以上的市场份额。

随着铝合金车体需求大量增加，焊接质量要求的提高，在车体部件长直焊缝焊接中手工焊已经越来越难满足生产需要。面对此情况哈尔滨焊接研究所于2009年开发并研制了双机头龙门自动焊机与焊接机器人工作站，主要用于完成铝合金车体部件的焊接工作。

3.1系列铝合金车体部件龙门自动焊机

龙门自动焊机上装有两个独立的焊接机头，可以同时或各自独立完成焊接工作。主要用于焊接铝合金车体部件的长直焊缝，焊缝可以是对接或搭接类型，具体工件的类型见图5，图中所示为部分焊缝，图中可以看出这些焊缝都属于长直焊缝，这样可以充分利用龙门焊机的优势。

龙门自动焊机（见图6）的组成主要有，一套龙门架系统（立柱、横梁、底座等）；二套焊接机头；焊枪左右\前后调节机构；焊接系统及冷却水循环装置；二套接触传感系统（可以使用激光传感系统）；控制系统；轨道供电滑线等几部分组成。

龙门自动焊机工作效率高。高的工作效率来自于双机头与工作长度。双焊接机头可以在一次焊接过程中同时完成两条焊缝。龙门焊机目前最大工作长度为120m，在此范围内

可以布置不同的工装，保证龙门焊机最大的使用效率。

焊接质量稳定、劳动强度低。龙门自动焊机纵向运动由双侧齿轮齿条同步驱动，运动平稳，在龙门机头上装有两套焊枪左右\前后调节机构，可以将焊枪的角度调节到适合的位置，从而使焊接参数稳定焊接质量稳定。

龙门自动焊机操作灵活、简便。龙门自动焊机设有固定操作箱、悬臂操作箱以及可以选装遥控操作盒，固定操作箱上装有人机界面，通过它可以输入焊接速度、龙门空行程速度、横移\升降的高低档运动速度等，同时可以观察当前龙门所处的位置、状态。当系统发生故障时，也可以显示相应的报警信息。

龙门自动焊机系统组合多样。双机头龙门自动焊机是一个开放的系统，用户也可以根据自身的实际情况选择采用其他厂家的焊接、传感系统。

3.2铝合金车体部件机器人工作站

● 机器人轨道采用一维滑轨，滑轨上安装有立柱和横梁机器人倒装。

● 采用12公斤ABB机器人（可按用户要求选择）。

● 焊接系统采用Fronius的焊接电源，推-拉丝送丝系统（包括焊枪）

● 传感系统采用激光传感器提高传感精度。

● 机器人自身6轴与滑轨外部1轴协调运动，共同完成焊接工作。

● 一维滑轨可以增大机器人有效的工作区域，机器人焊接可以减少劳动强度，提高产品的质量。

● 机器人在工作区内焊接工件的全位置焊缝（平焊、立焊、仰焊）的对接或搭接焊缝。

● 激光传感器的使用可以有效的减少工件安装工差对焊接结果的影响，减少工件制备加工的难度。

4、结论

研制出的敞车端墙焊接生产线、龙门自动焊机以及铝合金车体部件机器人工作站陆续提供给包括沈阳、株州、济南、重庆长征、武汉、长客配件厂、辽宁忠旺、山东丛林、常州奥通、长春京城和红星十数家货车及铝合金车体部件生产厂家，经过数年的实际生产，设备运行稳定，操作灵活、焊接质量满足产品的要求，生产中有效减少工人的劳动强度，改善了工作环境，提高了生产效率和产品质量，产品质量得到应用厂家的一致认可，自动化焊接设备在产品生产中发挥着越来越重要的作用。

焊接机器人介绍

目录 焊接机器人介绍........................................................................................... 错误！未定义书签。 1焊接机器人的应用背景 (2) 1.1焊接机器人的概述 (3) 1.1.1焊接机器人的优点 (3) 1.1.2 焊接机器人的发展历史 (4) 1.2焊接行业中采用焊接机器人的重要性 (6) 1.3焊接机器人对车身焊接的现状 (7) 1.4某款微型汽车车身制造中机器人焊接与人工焊接的详细对比 (8) 1.4.1焊接机器人SPQRC (8) 1.4.2人工焊接SPQRC (9) 1.4.3对比总结 (10) 1.5微型汽车车身制造焊接工艺中需要注意的问题 (12) 1.6点焊使用中存在的问题 (13) 1.7焊接机器人在某条重卡装焊线上应用时存在的问题及经验汇总 (14) 2 焊接机器人使用中的共性关键技术 (16) 2.1焊缝跟踪技术与离线编程技术的研究 (16) 2.2焊接机器人焊接路径规划 (18) 2.3对多台焊接机器人及外围设备的协调控制技术的研究 (19) 2.4对焊接机器人采用弧焊电源的研究 (19) 2.5仿真技术及机器人用焊接工艺方法 (20) 2.6焊接工艺的制定 (20) 2.6.1焊接工艺的研究内容 (20) 2.6.2焊接工艺要素 (21) 2.7焊接机器人专用夹具的设计 (23)

焊接机器人介绍 1焊接机器人的应用背景 工业制造领域中应用最广泛的机器人是焊接机器人，特别是在汽车制造业中，机器人使用量约占全部工业机器人总量的30%，而其中的焊接机器人数量就占去50%左右。 焊接是现代机械制造业中必不可少的一种加工工艺方法，在汽车制造、工程机械、摩托车等行业中占有重要的地位。过去采用人工操作焊接加工是一项繁重的工作，随着许多焊接结构件的焊接精度和速度要求越来越高，一般工人已难以胜任这一工作。此外，焊接时的电弧、火花及烟雾等对人体会造成伤害，焊接制造工艺的复杂性、劳动强度、产品质量、批量等要求，使得焊接工艺对于自动化、机械化的要求极为迫切，实现机器人自动焊接代替人工操作焊接成为几代焊接人的理想和追求目标。汽车制造的批量化、高效率和对产品质量一致性的要求，使焊接机器人在

焊接机器人工作站简介

焊接机器人工作站简介 首钢莫托曼机器人有限公司（SGM）是专门从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造及销售的中日合资公司。公司成立于1996年8月23日，注册资金700万美元，由首钢总公司（45％）、日本株式会社安川电机（43％）和日本岩谷产业株式会社（12％）共同投资，总部位于北京经济技术开发区。 SGM主营日本安川MOTOMAN系列机器人产品，广泛应用于弧焊、点焊、涂胶、切割、搬运、码垛、喷漆、科研及教学。安川新推出的洁净机器人和双臂机器人是MOTOMAN机器人的开拓性产品，SGM今后会不断推出更多高性能、高精度、高可靠性的新型MOTOMAN机器人。 SGM的产品遍布汽车、摩托车、家电、烟草、陶瓷、工程机械、矿山机械、物流、铁路机车等诸多行业。为促进企业发展、提升行业知名度，SGM每年都会参展多个大型行业应用展会， SGM拥有一批优秀的工程设计、项目调试人员，在机器人工作站及各种大中型机器人自动化系统生产线的研发、制造、调试及运行维护等方面具有成熟经验和较高水平，在应用技术上获得了多项国家专利。SGM在不断发展壮大的过程中不断提高系统设计的精准性，这大大提高了系统设备的使用可靠性。 机器人本体专门为点焊而设计，其上臂内藏点焊用的电缆，气管与水管，它与高性能NX100控制柜及配备6.5”LCD彩色显示触摸屏的示教盒的结合，使MOTOMAN-ES系列机器人极大程度地完善

了点焊系统。 NX100可同时协调控制多达36个轴，可以实现机器人6轴+电动点焊钳1轴+行走轴1轴，可四台点焊机器人单元的同时协调动作。并且，由于控制柜命令的运行数度提高1倍从而缩短了作业周期。有负载重量为165KG到200KG达到了机械人精度运动的最大承重量。 机器人运用高精度控制算法缩短了命令响应的滞后时间，它是安川独有的“高级机器人动作（ARM）”控制特点之一。因此，机器人的诡计重复精度可以提高50％。 误差补偿功能（选项）使机器人绝对位置精度提高2到5倍。这个功能能够提高焊接质量，减小因绝对位置精度而引起的焊接不良。 为了操作者方便使用者，机器人采用彩色显示触摸屏幕，方便示教与设备维护，采用图标与图画显示，操作与Windows类似，比以前的操作方法更容易掌握。屏幕显示的帮助向导功能协助操作者确认操作示教盒的步骤。示教盒可以显著提高再工作现场对I/0型号的调试效率可以在显示屏上编辑梯形图。由于配备了高达10000步的存储容量，可以不使用外部PLC。

二、机器人焊接系统要求

焊接机器人技术要求 一、设备名称、数量及用途 焊接机器人 1套用于山东玲珑机电有限公司（甲方） 二、供货范围 1、焊接机器人（焊枪、送丝机、储丝桶、水冷机、清枪剪丝装置、防碰撞传感器等） 2、机器人滑台系统 3、变位机 4、集成控制系统 5、示教器 6、焊接软件 7、配套的工装夹具 8、安全护栏及其它保护装置 9、烟尘处理系统 10、附件、备品备件 11、其它 一、系统方案 1.依据 1.1 甲方所提供的被焊工件照片、图纸及相关技术要求。 1.2 以产品的焊接工艺分析和工艺流程的合理性为基础，力求高柔性、高性价比、高可靠性，并且日后可扩展升级。 2.主要焊接工件及焊接要求 2.1.1工件外形图如下：（甲方可提供图纸）

热板 2.2工件的焊接要求： 2.2.1 气体保护电弧焊接(MAG)。 2.2.2 焊接牢固，无设备自身原因导致的夹渣、裂纹、咬边、漏焊等焊接缺陷。 2.2.3 焊缝均匀平整、无焊瘤等外观缺陷。 2.2.4 焊缝尺寸及质量应符合甲方图纸及技术要求。 2.2.5焊接位置：船形位焊接 3.工序及工艺路线的划分 3.1工序： 人工点焊零部件---吊运工件至变位机-→手动夹紧工件-→确认程序号-机器人焊接工件（变位机协调联动）- →焊接工件结束-→机器人复位→人工装卸工件，程序结束。 底座、横梁和热板在变位机上面焊接。 底座、横梁需要分两次焊接，第一次焊接底座、横梁的内部焊缝，第二次焊接底座、横梁的外部焊缝。需要人工分两次装卸工件。 3.2操作： 操作人员按下操作盒上的启动按钮，滑台上的焊接机器人按照预先设定好的程序运行，机器人夹持焊枪到达焊缝始端开始焊接，在焊接过程中变位机可以适时转动工件，使得工件上的焊缝有利于机器人的焊接作业，焊接结束，机器人复位，人工装卸工件。 该变位机可以同机器人配合工作。变位机带动工件适时翻转，可以将工件焊缝调整为机器人最佳位置焊接焊缝（船型焊缝），方便机器人焊接工件，此变位机还可以适应工件的多层多道焊接、对称焊接等焊接要求，减少工件焊接变形。 3.3机器人弧焊软件包： 机器人带有起始点寻位功能。该功能具备接触传感功能，具有自动寻找焊缝起始位置的功能，从而解决工件初始定位偏差问题。 机器人带有电弧跟踪功能。能够自动补偿由于工件的不一致性、焊接变形带来的偏差。 焊接工艺特点：通过触碰寻位对于其中特征位置的焊缝集中进行寻位；按照工艺需求，遵循焊接应力变化、表面要求及焊接可达性要求，依次进行焊接；大部分焊缝都尽最大可能调整为船型位置。焊接过程中，部分关键尺寸进行必要的二次寻位，以保证起弧位置准确。并利用变位机大幅反转的间隙，设置程序，进行清枪剪丝喷硅油的工作。 3.4焊接工艺 3.4.1工件参数条件 1)工件材料：Q345；

焊接机器人毕业论文

第1章绪论 1.1课题研究的目的及意义 焊接是制造业中最重要的工艺技术之一。它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段，发展成为制造业中一项基础工艺，一种生产尺寸精确的产品的生产手段。传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求。因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中。近20年来，在半自动焊、专机设备以及自动焊接技术方面已取得了许多研究和应用成果，表明焊接过程自动化已成为焊接技术新的生长点之一。从21世纪先进制造技术的发展要求看，焊接自动化生产已是必然趋势。焊接机器人的诞生是焊接自动化革命性的进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化的生产方式，从而使中小批量的产品自动化焊接成为可[1]。 焊接机器人已经广泛应用于汽车、工程机械、摩托车等行业，极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接生产效率和生产质量产生了质的飞跃。同时改善了工人的劳动环境[2]。但是，现在焊接领域中自动化程度最高的手臂式机器人在使用时有两个局限性：一个是它的活动范围较小，因为它像一个手臂，手臂长1.5~2米，也就是其活动半径，所以焊接的工件不能太长，最大范围也不能超过2米。二是它必须用编程或示教进行工作，对不规则的焊缝，特别是在焊接过程中焊缝发生形变时，则很难适应。然而，许多大型工件体积非常庞大，而且必须在工地和现场进行焊接。例如：石化工业中的大型储油罐、球罐，造船业中的各种轮船，对这类产品的焊接，就很难实现自动化，许多建设工作仍然采用人工焊接[3]。因此，给焊接机器人加装各种传感器，使它们具有焊接路径自主获取、焊缝跟踪以及焊接参数在线调整等能力，具有很高的实用价值。机器人焊接过程的自主化和智能化已经成为科研工作者的一个研究重点。移动焊接机器人由于其良好的移动性、强的磁吸附力以及较高的智能，成为解决大型焊接结构件自动化焊接的有效方法[4]。尽管自主移动机器人的实用化研究还不够完善，但移动机器人是解决无轨道，无导向，无范围限制焊接的良好方案。 1.2国内外研究现状 自1962年美国推出世界上第一台Unimate型和Versatra型工业机器人以来，越来越多的工业机器人投入生产使用中。这其中大约有半数是焊接机器人。焊接机器人是在工业机器人上装备焊接系统，如送丝机、软管、焊枪、焊炬或焊钳，并配备相

智能焊接机器人系统

焊接机器人系统 机器人通常定义为：机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。 焊接机器人作为在生产中最为常见的工业机器人，焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。因此，我选取焊接机器人作为讨论对象，以下是我比对自己在图书馆和网上找到的资料对焊接机器人的系统组成进行的简要概括，分析焊接机器人系统是怎样完成复杂的焊接工作的。 一、典型的机器人系统组成： 1、机器人本体和操作机，可以直接完成各种具体作业； 2、机器人控制器，用来控制机器人和完成数据存储，包括计算机系统和伺服系统两部分； 3、各种不同的作业工具，如焊枪和手爪等； 4、各种周边辅助设备； 5、为完成特殊任务而使用的传感器； 6、用于完成计算机管理、监控和计算机通信的通信系统。 二、焊接机器人的定义 焊接机器人是从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织工业机器人术语标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。目前在汽车工业中被广泛应用于汽车底盘的焊接。 三、焊接机器人的软硬件系统组成 1、焊接机器人的硬件系统。如下图所示：焊接机器人的硬件系统一般由机器人本体、摄像 机随动机构、焊接电源、摄像机、机器人控制器、示教盒、和中央控制机、导引/焊缝跟踪计算机、熔透控制计算机、焊机接口控制盒、电焊机和送丝机等部分构成。 2、焊接机器人的软系统。焊接机器人的软系统根据模块化设计的思想，将焊接机器人工作 单元分解为不同的功能模块。主要有初始位置导引模块、焊缝跟踪模块，熔透控制模块，

焊接机器人系统集成

多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————随着人类生产生活的发展，人们更多的注重其产品性能以及生产的速度以及生产操作的安全性，工业机器人技术的研发能够提供更加好的工作环境，同时降低车间工人的劳动强度，减少因工业生产带来的劳动风险。接下来由安徽泰珂森智能装备科技有限公司为您简单介绍焊接机器人其系统集成相关知识，希望能给您带来一定程度上的帮助。 焊接作为工业裁缝，是现在工业制造比较主要的加工工艺，也是衡量一个国家制造业水平的重要标杆。焊接机器人作为工业机器人比较重要应用板块发展非常迅速，已广泛应用于工业制造各领域，占整个工业机器人应用百分之40左右。在实际应用中，焊接机器人本体很少单独使用，绝大多数还需要系统集成商结合行业和用户情况，

多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————将除焊接机器人本体以外的各功能单元等通过系统集成为成套自动化、信息化、智能化系统（单元），形成满足用户需求的总体解决方案。 一般来讲，焊接机器人系统集成作为机器人应用下游，是机器人大规模普及应用和提升用户制造水平的关键，其市场份额总体是焊接机器人本体的5倍以上；在应用市场，其份额更高。焊接机器人系统集成总体水平的高低，是决定机器人在焊接领域是否规模应用的重要因素，也是提升以焊接工艺为主的制造业水平的关键。 安徽泰珂森智能装备科技有限公司集机械手、工业机器人系统集成研发、制造、销售、自动化控制工程承包于一体的综合性自动化技术企业。公司在自动化领域具备充足的技术研发能力和丰富的项目经

焊接机器人工作站方案

. . . 目录 一、工件基础资料及工件工艺要求 (2) 1.1对被焊工件的要求 (2) 二、工作环境 (2) 三、机器人工作站简介 (2) 3.1焊接工艺 (2) 3.2工作站简述 (2) 3.3机器人工作站布局: (图中形状，尺寸仅供参考) (2) 3.4机器人工作站效果图 (3) 3.5机器人工作站动作流程 (3) 四、配置清单明细表 (4) 五、关键设备的主要参数及配置 (5) 六、电气控制系统 (6) 七、双方职责及协作服务 (7) 7.2需方职责 (7) 7.2供方职责 (7) 八、工程验收及验收标准 (7) 九、质量保证及售后服务 (8) 十、技术资料的交付 (9) 十一、其它约定................................................... 错误！未定义书签。附件一 KUKA机器人 (9) 1.1 KUKA KR6弧焊机器人： (10) 1.2机器人系统： (10)

一、工件基础资料及工件工艺要求 1.1对被焊工件的要求 ?工件误差：精度误差、位置误差、焊缝间隙误差。 ?工件焊缝周围10mm内不能有影响焊接质量的油、水分和氧化皮。 ?工件上不能有影响定位的流挂和毛刺等缺陷。 ?工件的尺寸偏差不能超过 1 mm。 ?不同工件在夹具定位后焊缝位置度重复定位偏差不超过 1 mm。 ?坡口的焊缝间隙小于1mm,大于1mm需人工打底。 二、工作环境 2.1电源：3相AC380V ，50Hz±1Hz ，电源的波动小于10%。 2.2工作温度：5℃～ 45℃。 2.3工作湿度：90%以下。 三、机器人工作站简介 3.1焊接工艺 ?焊接方式;人工定焊组对、人工示教，机器人满焊。 ?焊接方法：MIG/MAG ?保护气体：80%Ar+20%CO2。 ?焊丝直径：1.0/1.2mm。 ?焊丝形式：盘/桶装。 ?焊接的可达率：机器人焊枪可达范围，不可达区域由人工补焊。 ?工件装卸方式：人工装配。 ?物流方式：人工、行吊。 3.2工作站简述 ?本案设备采用单工位三班制，每班工作时间8小时，并且设备满足24小时三班连续作业工作能 力。 ?本工作站主要包括弧焊机器人1套、焊接电源1套、L型双轴变位机1套、机器人底座1套、系 统集成控制柜1套等组成。 3.3机器人工作站布局: (图中形状，尺寸仅供参考)

FANUC焊接机器人控制系统介绍、应用故障分析及处理

FANUC焊接机器人控制系统介绍、应用故障分析 及处理 FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，其控制系统采用32位CPU 控制，采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动；支持离线编程技术；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。 焊接是工业生产中非常重要的加工方式，同时由于焊接烟尘、弧光和金属飞溅的存在，焊接的工作环境非常恶劣，随着人工成本的逐步提升，以及人们对焊接质量的精益求精，焊接机器人得到了越来越广泛的应用。 机器人在焊装生产线中运用的特点 焊接机器人在高质、高效的焊接生产中发挥了极其重要的作用，其主要特点如下： 1.性能稳定、焊接质量稳定，保证其均一性 焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定性作用。人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，很难做到质量的均一性；采用机器人焊接，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，焊接质量非常稳定。 2.改善了工人的劳动条件 采用机器人焊接后，工人只需要装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等；点焊时，工人不再需要搬运笨重的手工焊钳，从大强度的体力劳动中解脱出来。 3.提高劳动生产率 机器人可一天24h连续生产，随着高速、高效焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高地更加明显。 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，降低相应的设备投资 可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是它可以通过修改程序以适应不同工件的生产。 FANUC机器人控制系统 1.概述 FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，是奇瑞公司最早引进的焊接机器人，也是最先用到具有附加轴的焊接机器人。其控制系统采用32位CPU控制，以提高机器人运动插补运算和坐标变换的运算速度；采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动，运动精度大大提高，最多可控制21轴，进一步改善了机器人动态特性；支持离线编程技术，技术人员可通过离线编程软件设置参数，优化机器人运动程序；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。其控制原理如图1所示。

弧焊机器人简介

燕山大学职业技术学院 XXXX机器人系统有限公司 实习报告 题目弧焊机器人简介、应用实例 专业焊接技术及自动化 班级 09级1班 姓名 X X X QQ 号 358698916 完成日期：2012年5月27日

目次 第一章引言 (1) 第二章我国机器人[1]发展现状及发展方向 (1) 第三章神钢机器人组成及功能特点 (2) 3.1 神钢机器人的分类 (2) 3.2 神钢机器人的组成 (4) 3.3 神钢机器人的功能特点 (5) 3.3.1 接触传感[3]功能 (5) 1.1三方向传感[3]功能: (6) 1.2圆弧传感[3]功能: (6) 1.3间隙检测[3]功能： (7) 3.3.2 电弧跟踪[3]功能 (7) 3.3.3 数据库[3]功能 (8) 3.3.4 坡口宽度[3]跟踪 (8) 3.3.5双丝焊接功能 (8) 3.3.6高熔敷效率[2] (9) 第四章神钢机器人应用举例 (9) 4.1水平角焊[3] (9) 4.2船型焊[3] (11) 参考文献 (13)

摘要 随着我国工业化的发展，我国焊接机器行业整体技术水平和综合实力已有显著提高，国家大型工程项目的相继启动，将促使行业向研发高技术含量、高附加值的大型焊接设备、焊接辅机具、专用成套焊接设备方向发展。但相对于发达国家而言，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；应用规模小，没有形成机器人产业。 针对以上情况，我们应如何引进、消化、吸收世界先进焊接技术，以及在焊接过程中对焊接缺陷问题的分析，已成为焊接工作者不得不面对的问题，这次实习报告主要针对日本神户制钢焊接机器人功能及应用进行介绍，并举例实习期间机器人焊接的工艺参数。 从X月X号开始在XXXX机器人系统有限公司实习的过程中，不仅对手工操作CO2气体保护焊有很大提高，同时掌握了焊接机器人基本知识，能独立进行操作。并进行了水平角焊和船型焊的实际焊接，多次调整参数使自己的焊接知识、焊接分析能力有很大提高。 关键词：神户制钢机器人焊接功能特点焊接分析

管板自动焊接机器人设计

摘要 在化工、轻工、核能等设备中，管与管板的焊接接头不仅数量多，操作难度大，而且焊接质量要求高。目前上海某工厂管板焊接是手工操作的，生产效率低、工人劳动强度大、焊接质量不稳定。所以本文针对上述情况，设计出管板自动焊接机器人系统。本文所设计的管板自动焊接机器人，包括机械系统、视觉自动定位系统、PLC控制系统和基于触摸屏的人机交互界面。根据工件及焊接工艺要求，焊接基本参数通过触摸屏设定，采用触摸屏实现初始定位精度调试,确定视觉传感识别管孔中心并将位置信息传递给以PLC为控制核心的控制系统，引导焊接初始位置自动识别、焊接。实现了对管板焊接机器进行自动化改造，使原来人工定位，人工控制焊接进程的机械手变为由步进电机驱动，视觉定位和焊接过程自动化控制的一整套焊接设备。 关键词：管板焊接，视觉定位，触摸屏，PLC

Abstract In chemical,light industry,nuclear industry and other equipment,as for the tube-plate welding,despite the large number of welding joints and the complicated operation process, high welding quality are required.There exsits tube-plate welding based on mannual work at a factory in Shanghai,of which the production efficiency is low,the worker labor intensity is heavy,the welding quality is unstable.This paper about design of tube-plate automatic robots, includes mechanical system,visual automatic positioning system,PLC,man-machine interface system based on the touch screen.According to Requirements of the workpiece and the welding technology,welding basic parametersare is set by the touch screen,which was adopted to realize the initial positioning adjustment,determine center of the visual sensing identify pipe hole and transfer the location information to control system of PLC as the control core;guiding automatic identifications of the initial position and welding.By the implement of automation renovation for the tube-plate welding,transform the original artificial positioning,artificial control of welding process into automatic drive by step motor, visual positioning and welding equipments on the basis of a complete automatic control pocesss. Keyword:tube-plate welding,visual positioning,touch screen,PLC

工业机器人的焊接应用 焊接机器人

工业机器人的焊接应用-焊接机器人 工业机器人在焊接领域内的应用，被称作焊接机器人，它是从事焊接工艺的工 业机器人，它主要包括机器人和专业工艺焊接装备两部分。其中，机器人由机 器人本体和控制柜（硬件及软件）组成；而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则 由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。 对于智能机器人，还应配有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。 1、弧焊机器人的特点 弧焊机器人多采用气体保护焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上 作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制，而焊接电源多为模拟控制，所以 需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。 近年来，国内外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备，在这些焊接 设备内已经插入相应的接口板，所以弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。比如：上海弗劳思FRB050不锈钢自动化焊接机器人套装，是联合了北京时代科 技量身定制的数字化脉冲焊机，焊接1CM的小圆效果完美赶超四大家族品牌。随着不锈钢焊接、铝制品焊接的应用越来越广泛，国内外的焊接设备倾向于往 数字化焊机方向的发展。应该指出的是，在弧焊机器人工作周期中，电弧时间 所占的比例较大，因此在选择焊接电源时，一般应按持续率100％来确定电源 的容量。送丝机构可以装在机器人的上臂上，也可以放在机器人之外，前者焊 枪到送丝机之间的软管较短，有利于保持送丝的稳定性，而后者软管校长，当 机器人把焊枪送到某些位置，使软管处于多弯曲状态，会严重影响送丝的质量，所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。 2、点焊机器人的特点 由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以点焊机器人的变 压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于 容量较大的变压器，工业上已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为 600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600～ 700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接，焊接参数由定时 器调节。目前，新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，用电伺服点焊钳，焊钳的张开和闭合

焊接机器人发展现状及发展趋势!

焊接机器人发展现状 我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；应用规模小，没有形成机器人产业。 当前我国的机器人生产都是应用户的要求，单户单次重新设计，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程。 焊接机器人的编程方法目前还是以在线示教方式为主，但编程器的界面比过去有了不少改进，尤其是液晶图形显示屏的采用使新的焊接机器人的编程界面更趋友好、操作更容易。然而，机器人编程时焊缝轨迹上的关键点坐标位置仍必须通过示教方式获取，然后存入程序的运动指令中。这对于一些复杂形状的焊缝轨迹来说，必须花费大量的时间示教，从而降低了机器人的使用效率，也增加了编程人员的劳动强度。目前解决的方法有两种：一是示教编程时只是粗略获取几个焊缝轨迹上的几个关键点，然后通过焊接机器人的视觉传感器通常是电弧传感器或激光视觉传感器自动跟踪实际的焊缝轨迹。这种方式虽然仍离不开示教编程但在一定程度上可以减轻示教编程的强度，提高编程效率。由于电弧焊本身的特点，机器人的视觉传感器并不是对所有焊缝形式都适用。二是采取完全离线编程的办法，使机器人焊接程序的编制、焊缝轨迹坐标位置的获取、以及程序的调试均在一台计算机上独立完成，不需要机器人本身的参与。机器人离线编程早在多年以前就有，只是由于当时受计算机性能的限制，离线编程软件以文本方式为主，编程员需要熟悉机器人的所有指令系统和语法，还要知道如何确定焊缝轨迹的空间位置坐标，因此，编程工作并不轻松省时。随着计算机性能的提高和计算机三维图形技术的发展，机器人离线编程系统多数可在三维图形环境下运行，编程界面友好、方便，获取焊缝轨迹的坐标位置通常可以采用“虚拟示教”的办法，用鼠标轻松点击三维虚拟环境中工件的焊接部位即可获得该点的空间坐标；在有些系统中，可通过图形文件中事先定义的焊缝位置直接生成焊缝轨迹，然后自动生成机器人程序并下载到机器人控制系统。从而大大提高了机器人的编程效率，也减轻了编程员的劳动强度。目前，国际市场上已有基于普通机的商用机器人离线编程软件，通过虚拟示教获得，并在三维图形环境中可让机器人按程序中的轨迹作模拟运动，以此检验其准确性和合理性。所编程序可通过网络直接下载给机器人控制器。 焊接机器人发展趋势 目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究。从机器人技术发展趋势看，焊接机器人和其它工业机器人一样，不断向智能化和多样化方向发展。具体而言，表现在如下几个方面： 1)．机器人操作机结构： 通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用，实现机器人操作机构的优化设计。 探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比。例如，以德国KUKA公司为代表的机器人公司，已将机器人并联平行四边形结构改为开链结构，拓展了机器人的工作范围，加之轻质铝合金材料的应用，大大提高了机器人的性能。此外采用先进的RV减速器及交流伺服电机，使机器人操作机几乎成为免维护系统。

机器人柔性焊接工作站的技术方案

北京深隆机器人柔性焊接工作站的技术方案 为了充分发挥焊接机器人的自动化优势，提高产品质量和效率，提高工艺装备水平，降低工人劳动强度，设计了一套机器人柔性焊接工作站。文中介绍了机器人柔性焊接工作站的技术方案以及关键部件变位机、智能搬运器、工件定位工装的设计。通过方案设计，解决了变位机定位精度要求高、控制系统与机器人的通讯、智能搬运器的取货动作、工件的快速定位卡紧等技术难题。 随着工业自动化的普及和发展，焊接变位机的应用也逐渐普及，主要是在汽车，电子，机械等领域的焊接,焊接变位机结合焊接机器人组成一个小型流水线可以更好地节约能源和提高生产效率。 北京深隆科技有限公司的主要产品及服务为机器人智能涂装线、工业机器人应用及成套装备、涂装自动化生产线集成三大系列，以解放低端劳动力、改善有害工作环境为导向，以工业机器人集成应用为基础，以行业应用的个性化方案定制为核心，业务领域包括3C产品、汽车零部件等表面处理、重工、军工、航空、新能源等行业。产品包括：工业机器人喷涂生产线，自动涂装生产线，全自动点涂胶机器人, 自动上下料机器人自动玻璃点涂胶机器人，自动锁镙丝机器人，自动上下料机器人、 CCD视觉定位锁镙丝机,工业机器人配件-机器人工装，夹具，气动夹具，气动工装，气动模具，装配夹具，装配卡具等。技术咨询：

1.技术方案 机器人柔性焊接工作站立足于一小型自动化流水线作业，能焊接长度在米以下的各种工件，集自动上料、半自动定位装卡、自动焊接、自动卸货于一体。从而降低工人劳动强度，提高生产效率。为了达到总体设计要求，制定了满足要求的技术方案，该设备主要由工件定位工装、智能搬运器、变位机、构件周转架、码垛架、送料机构、电气及气动系统等构成一小型流水线，见图1。 主要流程：1）上料机构把原材料输送到工位一；2）人工辅助装卡定位；3）变位机把装卡好的工件旋转到工位二；3）机器人焊接位置1；4）翻转轴翻转90度；5）机器人焊接位置2；6）翻转轴翻转180度；7）机器人焊接位置3，工件焊接完成；8）变位机把焊接完的工件旋转到工位一；9）智能搬运器到工位1取货搬运到码货架。这样一个流程结束，其中，工位一装卡区和工位二焊接区同时进行，大大提高了焊接效率。 2.变位机的设计 变位机是机器人柔性焊接工作站的核心部件，主要由钢结构、旋转轴、翻转轴、导轨、快速卡环等组成，如图2。 各部分的主要功能：（1）钢结构为支撑部件；（2）旋转轴使工位一和工位二的位置互换，达到焊接、卸货和装卡目的；（3）两个翻转轴为工位1或工位2的变位，使得机器人在最有利于焊缝成型的位置

机器人焊接技术的应用工程分析

焊接机器人的工程应用 本文介绍了我国焊接机器人的应用状况、应用焊接机器人的意义和焊接机器人应用工程几个方面的情况，同时介绍了焊接机器人的4种最新的应用技术。 国内焊接机器人技术的发展 我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。到80年代中期，全国没有一 台工业机器人问世。而在国外，工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。鉴于当时的国内外形势，国家“七五”攻关计划将工业机器人的开发列入了计划，对工业机器人进行了攻关，特别是把应用作为考核的重要内容，这样就把机器人技术和用户紧密结合起来，使中国机器人在起步阶段就瞄准了实用化的方向。与此同时于1986年将发展机器人列入国家“863”高科技计划。在国家“863”计划实施五周年之际，邓小平同志提出了“发展高科技，实现产业化”的目标。在国内市场发展的推动下，以及对机主题专家组及时对主攻方向863器人技术研究的技术储备的基础上， 进行了调整和延伸，将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一，提出了以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，以后又列入国家

“八五”和“九五”中。经过十几年的持续努力，在国家的组织和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。 我国焊接机器人的应用状况 我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。“一汽”是我国最早引进焊接机器人的企业，1984起先后从KUKA公司引进了3台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988年开发了机器人车身总焊线。80年代末和90年代初，德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车，虽然是国外的二手设备，但其焊接自动化程度与装备水平，让我们认识到随后二汽在货车及轻型车项目中都引进了焊接了与国外的巨大差距。． 机器人。可以说90年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽车制造水平由原来的作坊式生产提高到规模化生产，同时使国外焊接机器人大量进入中国。由于我国基础设施建设的高速发展带动了工程机械行业的繁荣，工程机械行业也成为较早引用焊接机器人的行业之一。近年来由于我国经济的高速发展，能源的大量需求，与能源相关的制造行业也都开始寻求自动化焊接技术，焊接机器人逐

焊接机器人生产制造项目策划方案

焊接机器人生产制造项目 策划方案 规划设计/投资分析/产业运营

报告说明— 焊接自动化装备广泛采用数字化、图形化的人机操作界面，设备拥有 专家数据库、控制参数实时显示、人机交互等功能，使设备操作更加容易、更加方便。随着技术的不断完善，数字显示技术在人机交互、控制参数实 时监测中将得到普遍运用。 该焊接机器人项目计划总投资13488.83万元，其中：固定资产投资10266.58万元，占项目总投资的76.11%；流动资金3222.25万元，占项目 总投资的23.89%。 达产年营业收入21857.00万元，总成本费用17284.25万元，税金及 附加230.43万元，利润总额4572.75万元，利税总额5433.90万元，税后 净利润3429.56万元，达产年纳税总额2004.34万元；达产年投资利润率33.90%，投资利税率40.28%，投资回报率25.43%，全部投资回收期5.43年，提供就业职位307个。 这两年国内焊接机器人市场规模在持续扩大，市场增速在高速增长， 截至2018年销售额已经突破100亿元，年均复合增长达到15%以上。

第一章项目基本信息 一、项目概况 （一）项目名称及背景 焊接机器人生产制造项目 焊接机器人广泛用于汽车行业，以较低的复杂性焊接汽车内部和外部零件。焊接机器人具有特定的接近度，可以帮助它们正常运行。此外，焊接机器人配备了传感器和控制器，可以均匀地进行焊接。 近年来，随着经济的持续增长，产业结构的不断变化，人工成本开始成为制约工业制造业升级的重要因素，招工难、用工难、留工难等问题，日益困扰着企业的有效发展。在此背景下，当前工业焊接领域正在迎来生产模式的全面升级，以焊接机器人为代表的新型焊接模式，正在打破传统人工作业所带来的成本、环境、工作强度和专业要求等多重限制，凭借着各种新型科技的融合，推动着工业焊接走向智能化、精准化、高效化的发展之路。 （二）项目选址 xxx出口加工区

机器人焊接智能化技术.

机器人焊接智能化技术 随着先进制造技术的发展，实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已成为必然趋势[1-8]。目前，采用机器人焊接已成为焊接自动化技术现代化的主要标志。焊接机器人由于具有通用性强、工作可靠的优点，受到人们越来越多的重视。在焊接生产中采用机器人技术，可以提高生产率、改善劳动条件、稳定和保证焊接质量、实现小批量产品的焊接自动化[9]。 从60年代诞生和发展到现在，焊接机器人的研究经历了三个阶段，即示教再现阶段、离线编程阶段和自主编程阶段。随着计算机控制技术的不断进步，使焊接机器人由单一的单机示教再现型向多传感、智能化的柔性加工单元（系统）方向发展，实现由第二代向第三代的过渡将成为焊接机器人追求的目标[9,10]。 目前，国内外大量应用弧焊机器人系统从整体上看基本都属于第一代或准二代的焊接由于焊接路径和焊接参数是根据实际作业条件预先设置的，在焊接时缺少外部信息传感和实时调整控制功能，这类弧焊机器人对焊接作业条件的稳定性要求严格，焊接时缺乏“柔性”，表现出明显的缺点。在实际弧焊过程中，焊接条件是经常变化的，如加工和装配上的误差会造成焊缝位置和尺寸的变化，焊接过程中工件受热及散热条件改变会造成焊道变形和熔透不均[9,12]。为了克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响，提高机器人作业的智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪，而且还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制。 2. 机器人焊接智能化技术的主要构成 现代焊接技术具有典型的多学科交叉融合特点[5,11]，采用机器人焊接则是相关学科技术成果的集中体现。将智能化技术引入焊接机器人所涉及的主要技术构成可见图 1 所示。其中包括： 图1机器人焊接智能化技术构成

焊接机器人的基本常识介绍

焊接机器人的基本常识介绍 焊接作为基础制造工艺中不可缺少的一环，是一种精确可靠的材料连接方法，焊接技术和自动化水平反应着国家工业发展的水平。如今焊接装备面临着从手动、半自动到自动化和智能型升级，其中焊接机器人即是升级浪潮中的产物。 目前，我们国家已经成为世界上最大的焊接设备生产国和出口国，产能大于需求。但是制造业中焊接自动化程度仍然比较低，企业中自动化焊接设备(包括焊接机器人）仅占总焊接设备的15%左右，同发达工业国家如德国、日本的80%相差很远。未来的几十年内，制造业对焊接自动化设备的需求量将明显增加。尤其是船舶制造、汽车、机车、冶金设备、压力容器等制造业都需要装备自动化程度高、性能优良的焊接设备。焊接机器人作为焊接自动化发展的一项趋势，其市场前景乐观。 根据国际工业机器人联合会统计，2005年全世界在役工业机器人约92万，日本占第一位约为50万，美国和德国分列二、三位，而我国在这方面的差距很大。《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》明确提出，“十二五”期间我国将把工业、服务机器人作为战略新兴产业予以重点扶持。 焊接机器人技术是工业机器人技术在焊接领域的应用，它能够根据预先设定的程序同时控制焊接端的动作和焊接过程，在不

同的场合可以进行重新编程。其应用目的在于提高焊接生产率，提高质量稳定性和降低成本。焊接机器人可以代替人类从事一些特殊环境（如危险、污染等）的焊接任务，再者是简单而单调重复的任务，从而解放劳动力，提高生产率；可以有效降低工人操作技术难度的要求，且焊接精度高、质量可靠稳定，还具有柔性。 但是焊接机器人对于工件夹具的精度、工件表面清洁度、焊接位置、焊接可达性等有着严格的要求。 焊接机器人的发展目前可分为三代： 第一代机器人，即目前广泛应用的示教再现型工业机器人，这类机器人对环境的变化没有适应能力。 第二代机器人，在视角再现型机器人的基础上增加感觉系统，使其具有环境适应能力，如传感机器人。 第三代机器人，即智能机器人，具有自身发展能力，能以一定的方式理解人的指令，感知环境、识别操作对象，自行规划操作步骤以完成焊接任务。 工业机器人可按照如下方式分类： 一、按照驱动方式分类： 1）气压驱动 2）液压驱动（搬运、点焊机器人） 3）电驱动 二、按照受控的运动方式分类：

焊接机器人介绍

焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工业机器人 术语标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机 （Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人 最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在 工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。 随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人, 从60年代开始用于生产以来，其技术已日益成熟，主要有以下优点： 1）稳定和提高焊接质量； 2）提高劳动生产率； 3）改善工人劳动强度，可在有害环境下工作； 4）降低了对工人操作技术的要求； 5）缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。 因此，在各行各业已得到了广泛的应用。 焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。图 1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。 世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人，绝大部分有6个轴。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式：一种为平行四边形结构，一种为侧置式（摆式）结构，如图2a、b所示。侧置式（摆式）结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，使机器人的工 焊接机器人示意图 作空间几乎能达一个球体。因此，这种机器人可倒挂在机架上工作，以节省占地面积，方便地面物件的流动。但是这种侧置式机器人，2、3轴为悬臂结构，降低机器人的刚度，一般适用于负载较小的机器人，用于电弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小（局限于机器人的前部），难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人（平行机器人），已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部，又没有测置式机器人的刚度问题，从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人（负载100～150kg）大多选用平行四边形结构形式的机器人。 上述两种机器人各个轴都是作回转运动，故采用伺服电机通过摆线针轮（RV）减速器（1～3轴）及谐波减速器（1～6轴）驱动。在80年代中期以前，对于电驱动的机器人都是用直流伺服电机，