焊接机器人应用现状与研究发展趋势
1 绪论
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,自动弧焊机器人工作站, 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。
2. 焊接机器人的发展历程
自从 1959 年第一台工业机器人 UNIMATE 在美国诞生以来到现在,工业机器人经历了三
个阶段,即示教再现阶段、离线编程阶段和自主编程阶段。据不完全统计,全世界在役的工
业机器人中大约有将近一半以上用于各种形式的焊接加工领域。因此,从某种意义上来说,
工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。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,实现焊接产品的自动化、柔性化与
智能化已成为发展的必然趋势。
3. 国内外焊接机器人应用现状及存在的问题
焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点,自从第一
台工业机器人问世以来,焊接机器人就显示出了极强的生命力。目前,比较著名的焊接机器
人公司有日本的 Motoman、FANUC、Yaskwa,德国的 KUKA,瑞典的 ABB,美国的 Adept
Technology,意大利的 COMAU,这些公司已成为其所在地区的支柱性企业。。尽管焊接机器
人在生产中得到广泛应用,使焊接质量得到了极大改善,有效提高了企业的劳动生产效率,
但在应用中仍然存在很多方面的问题值得我们去进一步研究和改善,其中最主要的有以下三
大方面。
(1) 焊接机器人位置偏移后重新示教的问题 这个工作现在需要占用大量的生产时间,
如果能够利用先进的计算机动态仿真技术对其进行离线示教和仿真,将是焊接机器人应用的
一次革命性的改善。