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焊接机器人介绍.doc
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焊接机器人介绍.doc
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目录
1 焊接机器人的应用背景............................................................................................. 2
1.1 焊接机器人的概述.......................................................................................... 2
1.1.1 焊接机器人的优点...............................................................................3
1.1.2 焊接机器人的开展历史.......................................................................3
1.2 焊接行业中采用焊接机器人的重要性..........................................................5
1.3 焊接机器人对车身焊接的现状...................................................................... 6
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比照....................6
1.4.1 焊接机器人 SPQRC............................................................................... 6
1.4.2 人工焊接 SPQRC................................................................................... 7
1.4.3 比照总结.............................................................................................. 8
1.5 微型汽车车身制造焊接工艺中需要注意的问题...........................................9
1.6 点焊使用中存在的问题................................................................................11
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历汇总..............11
2 焊接机器人使用中的共性关键技术.......................................................................12
2.1 焊缝跟踪技术与离线编程技术的研究.........................................................12
2.2 焊接机器人焊接路径规划............................................................................ 14
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.............................15
2.4 对焊接机器人采用弧焊电源的研究............................................................15
2.5 仿真技术及机器人用焊接工艺方法............................................................15
2.6 焊接工艺的制定............................................................................................ 16
2.6.1 焊接工艺的研究容.............................................................................16
2.6.2 焊接工艺要素..................................................................................... 17
2.7 焊接机器人专用夹具的设计........................................................................18
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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,随着许多焊接构造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
汽车焊接中获得大量应用。汽车制造中的机器人自动焊接所占比重也超过建筑、造
船、钢构造等其它行业,这也反映出汽车焊接生产所具有的自动化、柔性化、集成
化的制造特征。焊接机器人是焊接自动化的革命性进步,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生产方式。刚性自动化生产设备通常都是专用
的,只适用于中、大批量的自动化生产,因而在很长一段时期中、小批量产品的焊
接生产中,仍然以手工焊接为主要的焊接方式,而焊接机器人的出现,使小批量产
品自动化焊接生产成为可能。由于机器人具有示教再现功能,完成一项焊接任务只
需要人给机器人作一次示教,随后机器人可准确的再现示教的每一步操作。如果需
要机器人去作另一项工作,无需改变任何硬件,只要对机器人再作一次示教或编程
即可,因此,在一条焊接机器人生产线上,可同时自动生产假设不同产品。
1.1 焊接机器人的概述
焊接机器人是集机械、计算机、电子、传感器、人工智能等多方面知识技术于
一体的现代化、自动化设备。焊接机器人主要由机器人和焊接设备两大局部构成。
机器人由机器人本体和控制系统组成。焊接设备以点焊为例,那么由焊接电源、专
用焊枪、传感器、修磨器等局部组成。此外,还有相应的系统保护装置。
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1.1.1 焊接机器人的优点
(1) 稳定和提高焊接质量,保证焊缝均匀性;
(2) 提高劳动生产率,一天可 24 小时连续工作:
(3) 改善工人劳动条件,可以在有毒、有害的环境下工作;
(4) 降低对工人操作技术的要求;
(5 )可实现小批量产品的焊接自动化;
(6) 能在空间站建立、核能设备维修、深水焊接等极限条件下完成人工无法或难以
进展的焊接作业;
(7 )为焊接柔性生产线提供技术根底。
1.1.2 焊接机器人的开展历史
从二十世纪六十年代焊接机器人诞生和开展到现在,焊接机器人研究大致分为
三代:第一代是指基于示教再现方式的焊接机器人,由于其操作简便、不需要环境
模型,并且可以在示教时修正机械构造带来的误差,因此在焊接生产中得到大量的
应用。第二代是指基于一定传感器传递信息的离线编程机器人,它得益于焊接传感
技术和离线编程技术的不断改良和快速开展,目前这类机器人己经进入实际应用研
究阶段。第三代是指具有多种传感器,在接收作业指令后可根据客观环境自行编程
的高度适应性智能焊接机器人。
这一代机器人由于人工智能技术开展的滞后,目前正处于实验研究阶段。
随着计算机智能控制技术的不断开展进步,焊接机器人从单一的示教再现型向
多传感器、智能化、柔性化加工方向开展必将是下一个目标。最近几十年来,随着
焊接技术和其他科学技术的迅猛开展,出现了激光、电子束、等离子及气体保护焊
等新的焊接方法以及高质量、高性能焊接材料的不断开展和完善,使得几乎所有的
工程材料都能实现焊接。而且焊接自动化技术开展迅速,自动化焊接的生产方式越
来越多的代替了手工焊接生产方式。在各种焊接技术及焊接系统中,以电子技术、
信息技术及计算机技术综合应用为标志的焊接机械化、自动化系统乃至焊接柔性制
造系统,是信息时代焊接技术的重要特点。实现焊接产品制造的自动化、柔性化与
智能化己成为必然趋势。
采用机器人焊接己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。国外兴旺工业国家在制造业中应用工业机器人技术相当广泛,从上
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gjmm89
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