焊接機(jī)器人的應(yīng)用

焊接機(jī)器人在提高生產(chǎn)效率方面的應(yīng)用

（1）提升精度，確保高速焊接

企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)器人意味著追求效率、焊接質(zhì)量，因此各機(jī)器人廠家都在焊接速度上尋求突破，而機(jī)器人在軌跡控制上的精度是高速焊接的可靠保證。

機(jī)器人在新一代控制器NX100中，應(yīng)用ARM（AdvancedRobotMotion）控制技術(shù)將各軸的慣性矩、重力矩、機(jī)器人安裝位置等因素納入運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算，大大提高了運(yùn)動(dòng)軌跡的精度。如，在焊接工作站中，我們會(huì)遇到各種機(jī)器人安裝形式（如圖1a），在每種安裝方式中，機(jī)器人各軸所受的重力矩各不相同，我們只要在ARM控制中正確地設(shè)置機(jī)器人對(duì)地面的角度（如圖1b），就會(huì)克服各種安裝方式對(duì)軌跡精度造成的不利影響。

（2）雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接功能

有時(shí)我們會(huì)遇到長(zhǎng)形工件，焊縫分布在工件的兩端，若采用1臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行焊接，會(huì)出現(xiàn)因兩端不同時(shí)焊接而造成焊接變形不一致，從而使工件在長(zhǎng)度方向上扭轉(zhuǎn)變形，焊接后的工件難以符合尺寸要求。針對(duì)這種類(lèi)型的工件，我們常采用2臺(tái)機(jī)器人同時(shí)協(xié)調(diào)焊接的方式，這就促生了兩臺(tái)機(jī)器人雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接技術(shù)。在汽車(chē)后橋和消聲器的焊接中，經(jīng)常會(huì)使用到該項(xiàng)技術(shù)。

2臺(tái)機(jī)器人對(duì)應(yīng)1個(gè)由機(jī)器人外部軸驅(qū)動(dòng)的變位機(jī)，在變位機(jī)順長(zhǎng)擺放的工件上有兩個(gè)鏡像對(duì)稱的部件，兩條相似的環(huán)焊縫需要兩臺(tái)機(jī)器人在變位機(jī)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)同步協(xié)調(diào)焊接，通過(guò)這種方式可以將焊接生產(chǎn)的效率提高1倍。

焊接自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

由單機(jī)焊接自動(dòng)化裝備到數(shù)字化焊接車(chē)間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)線面的階段式發(fā)展

焊接自動(dòng)化裝備制造技術(shù)含量高，通常集焊接工藝、自動(dòng)控制、精密機(jī)械設(shè)計(jì)制造等多種技術(shù)于一體，隨著工業(yè)自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化等技術(shù)的日益發(fā)展和廣泛應(yīng)用，焊接自動(dòng)化正在由單機(jī)焊接自動(dòng)化裝備向焊接自動(dòng)化生產(chǎn)線和數(shù)字化焊接車(chē)間發(fā)展。

“十三五”期間，以及未來(lái)“中國(guó)制造2025”的實(shí)現(xiàn)，促使我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)是利用先進(jìn)的自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為焊接自動(dòng)化行業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間。

行業(yè)技術(shù)水平與發(fā)展趨勢(shì)

目前，我國(guó)焊接自動(dòng)化裝備制造企業(yè)已經(jīng)可按客戶的不同需求，設(shè)計(jì)、制造、集成各種類(lèi)型的專用焊接自動(dòng)化裝備，并大量采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。部分焊接自動(dòng)化裝備還配備了焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和圖像監(jiān)控系統(tǒng)，確保了焊接過(guò)程中的焊接質(zhì)量。

焊接工藝基礎(chǔ)知識(shí)

焊接是通過(guò)加熱、加壓，或兩者并用，使兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。

金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類(lèi)。

熔焊是在焊接過(guò)程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時(shí)，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。

在熔焊過(guò)程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會(huì)氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進(jìn)入熔池，還會(huì)在隨后冷卻過(guò)程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。

為了提高焊接質(zhì)量，人們研究出了各種保護(hù)方法。例如，氣體保護(hù)電弧焊就是用亞、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護(hù)焊接時(shí)的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時(shí)，在焊條藥皮中加入對(duì)氧親和力大的鈦鐵粉進(jìn)行脫氧，就可以保護(hù)焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進(jìn)入熔池，冷卻后獲得焊縫。