焊接机器人的发展及应用

时间：2017-11-17 来源：机器人在线阅读：11738

焊接机器人的发展及应用

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。而所谓的焊接机器人即在工业机器人末端装有焊(割)枪，从而让工业机器人具有焊接、切割和喷涂等功能。图1-3所示为德国KUKA公司生产的六轴弧焊机器人。

自从1959年美国推出世界上第一台工业机器人UNIMATE以来，随着工业领域的发展以及科学技术的进步，工业机器人的需求量也稳步上升。由其是在2009年世界金融危机之后，工业机器人的市场需求重回升势。1998-2010年各年世界工业机器人销量如图1-4所示。

焊接机器人是工业机器人中较为典型的一种，用于焊接的机器人可以占工业机器人总数的40%-60%。

焊接机器人与传统的手工焊接方法相比有着诸多明显的优点，具体体现在如下几个方面

(1)提高生产效率焊接机器人每天可以连续工作24小时，与手工焊接相比极大地提高了劳动效率，从而达到高效生产的目的。

(2)提高焊接质量和稳定性手工焊接中焊接质量会受到焊工经验以及其他一些因素影响，使焊接速度、干伸长度等在一次焊接中不稳定，从而导致焊接质量的下降。而采用焊接机器人可以减少甚至杜绝人为因素对焊接质量的影响，提高了焊接质量的稳定性。

(3)能够在恶劣的焊接条件下工作在一些恶劣环境，如高温、水下、核环境等条件下，很难利用人工来完成焊接操作。这时就需要采用焊接机器人自动焊接，工人远端控制的形式来进行焊接。

(4)降低了对工作人员的技术要求由于焊接机器人具有示教再现的功能，工作人员只需对焊接轨迹进行示教操作，并配以合理的焊接参数，焊接机器人就能够自动的进行相应的焊接操作，从而大大降低了对工作人员操作技术的要求。

我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、工程机械、铁路等行业中。早在20世纪70年代末，上海电动工具研究所就和上海电焊机厂合作，研制出直角坐标机械手并应用到了汽车底盘的焊接中。直到1984年，一汽汽车有限公司首次引进了德国的KUKA焊接机器人并应用于当时的车身和车顶盖焊接，随后又开发出了焊接机器人车身焊接生产线。近年来随着我国经济的快速发展，加快推动了工业自动化的进程，焊接机器人在其中也逐渐开始崭露头角。不仅在传统的汽车行业，工程机械、摩托车、锅炉等行业中也都陆续开始使用更加先进高效的焊接机器人来取代传统的手工焊接工作。

目前焊接机器人主要有两种应用形式，一种为焊接机器人工作站，即焊接机器人与变位机协调运动，共同完成相应的焊接工作;另一种为机器人生产线，即将数个机器人工作站连接起来形成一个整体，组成工作站，共同完成一整套焊接过程，如图1-5所示。生产线与工作站相比集成度更高，能够完成更加复杂的操作。

随着未来制造产业的集成度和柔性化程度越来越高，焊接机器人的优势会进一步得到体现，并且随着机器人制造技术的不断提高，焊接机器人的成本会J漫慢下降，其精度和功能性也将会不断提高，这些因素都将使焊接机器人的应用范围越来越广。目前各个国家的机器人研发公司也正在致力于研究焊接机器人的共性问题。焊接机器人正在向着智能化、数字化、集成化的方向发展，具体体现在焊缝跟踪技术、离线编程技术、遥控焊接技术、仿真技术等等。