焊接机器人的基本常识

　　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：

　　1）点位控制型，如点焊机器人

　　2）连续轨迹控制性，如电弧焊机器人，热喷涂机器人。

　　目前用于焊接的工业机器人主要分为弧焊机器人和点焊机器人两类。这里只简要描述弧焊机器人。

　　弧焊机器人可以应用在所有电弧焊、切割技术范围及类似的工艺方法中。最常用的就是用于焊接结构钢和不锈钢的二氧化碳气体保护焊、MAG焊，铝及铝合金的MIG焊或TIG焊，还有埋弧焊SAW。

　　弧焊机器人系统构成

　　上图是弧焊机器人系统简易图，包括机器人机械臂、控制系统、焊接装置、夹具。通常弧焊机器人有五个以上的自由度，具有六个自由度的焊接机器人可以保证焊枪的任意空间轨迹和姿态。弧焊机器人只是焊接机器人系统中的一部分，在实际应用中还有行走机构、移动机架、焊接结构等。

　　焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。使用机器人焊接，可大大提高焊接件的外观和内在质量，保证质量的稳定性，并能大幅降低劳动强度，改善劳动环境。