焊接機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)

焊接機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)中的硬件一般包括：

控制計算機(jī)?？刂葡到y(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)。一般為微型機(jī)，其微處理器有32位、64位等，如奔騰系列CPU以及其他類型CPU；

示教盒。示教焊接機(jī)器人的工作軌跡和參數(shù)設(shè)定，以及所有人機(jī)交互操作。

示教盒擁有自己獨(dú)立的CPU以及存儲單元，與主計算機(jī)之間以串行通信方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交互；

操作面板。由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈構(gòu)成，只完成基本功能操作；

硬盤和軟盤存儲器。存儲焊接機(jī)器人工作程序以及各種焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫的外圍存儲器；

數(shù)字和模擬量輸入輸出。各種狀態(tài)和控制命令的輸入或輸出。

打印機(jī)接口。記錄需要輸出的各種信息。

傳感器接口。用于信息的自動檢測，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人柔順控制，一般為力覺、觸覺和視覺傳感器。對一般的點(diǎn)焊或弧焊機(jī)器人來說，控制系統(tǒng)中并不設(shè)置力覺、觸覺和視覺傳感器。

軸控制器。完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度控制。

輔助設(shè)備控制。用于和焊接機(jī)器人配合的輔助設(shè)備控制，如焊接電源系統(tǒng)、焊槍（焊鉗）、焊接裝系統(tǒng)等。

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)動控制計算，大大提高了運(yùn)動軌跡的精度。如，在焊接工作站中，我們會遇到各種機(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)器人對地面的角度（如圖1b），就會克服各種安裝方式對軌跡精度造成的不利影響。

（2）雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接功能

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

2臺機(jī)器人對應(yīng)1個由機(jī)器人外部軸驅(qū)動的變位機(jī)，在變位機(jī)順長擺放的工件上有兩個鏡像對稱的部件，兩條相似的環(huán)焊縫需要兩臺機(jī)器人在變位機(jī)旋轉(zhuǎn)的同時實(shí)現(xiàn)同步協(xié)調(diào)焊接，通過這種方式可以將焊接生產(chǎn)的效率提高1倍。

安川焊接機(jī)器人如何控制熔池溫度的技巧分享

安川焊接機(jī)器人在進(jìn)行焊接生產(chǎn)操作時，其熔池溫度多少與很多要素相關(guān)，技術(shù)人員正確操作安川焊接機(jī)器人包括焊絲角度、焊接時間、焊絲直徑、焊接工藝等要素，因此一旦發(fā)現(xiàn)熔池溫度過高，技術(shù)操作人員就需要從以下幾個方面著手并進(jìn)行減溫。

安川焊接機(jī)器人在焊接生產(chǎn)過程中，焊絲與焊接方位的夾角在90度時，電弧聚集，熔池溫度高；而夾角小，電弧分散化，熔池溫度較低。比如在進(jìn)行12mm平焊封底層的時候，焊絲角度應(yīng)操縱在60~70度，使熔池溫度有一定的減少，防止了反面形成焊疤或起高。次之，要嚴(yán)格控制焊接機(jī)器人系統(tǒng)電弧的燃燒時間，斷弧的頻率和電弧燃燒時間將直接影響熔池溫度，因?yàn)楸诤褫^薄，電弧熱量的承受力比較有限，如減慢斷弧頻率來減少熔池溫度，易形成縮孔，因此只有用電弧燃燒時間來控制熔池溫度，防止管道內(nèi)部焊縫極高或形成焊疤。

常規(guī)狀況下，要求安川焊接機(jī)器人技術(shù)人員依據(jù)焊縫空間部位、焊接層次來選用焊接電流和焊絲直徑，開焊時選用的焊接電流和焊絲直徑比較大，立、橫仰位較小。只有這樣才可以更為容易操縱熔池溫度，使得焊縫成型。依據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)，安川焊接機(jī)器人采用圓圈形運(yùn)條時熔池直徑高過半月形運(yùn)條溫度，半月形運(yùn)條溫度又高過鋸齒狀運(yùn)條的熔池溫度，因此盡可能采用鋸齒狀運(yùn)條，而且用晃動的幅度與在坡口兩邊的停頓，有效的操縱了熔池溫度。

焊接機(jī)器人將推動未來焊接自動化發(fā)展

隨著科技水平的進(jìn)步，人們對焊接質(zhì)量的要求也越來越高。自動化生產(chǎn)要求減少人力，提高產(chǎn)品一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更適合大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。而人工焊接時，由于受到技術(shù)水平、疲勞程度、責(zé)任心、生理極限等客觀和主觀因素的影響，難以較長時間保持焊接工作的穩(wěn)定性和一致性。而且，由于焊接惡劣的工作條件，愿意從事手工焊接的人在減少，熟練的技術(shù)工人更有短缺的趨勢?？梢哉f，焊接機(jī)器人很大程度上滿足了焊接自動化的要求。

自動化生產(chǎn)方面的優(yōu)勢可以總結(jié)為以下幾條：

   (1)穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均一性。焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度和伸長量等對焊接結(jié)果有著決定作用。采用機(jī)器人焊接時，每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的，焊縫質(zhì)量受人為因素影響較小，降低了對工人操作技術(shù)的要求，因此焊接質(zhì)量穩(wěn)定。而人工焊接時，焊接速度、干伸長量等都是變化的，很難做到質(zhì)量的均一性。

   (2)改善了勞動條件。采用機(jī)器人焊接，工人只需要裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等。對于點(diǎn)焊來說，工人無需搬運(yùn)笨重的手工焊鉗，使工人從高強(qiáng)度的體力勞動中解脫出來。