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焊接機器人的基本常識

未知 2019-07-28 10:53

  焊接作為基礎制造工藝中不可缺少的一環,是一種精确可靠的材料連接方法,焊接技術和自動化水平反應着國家工業發展的水平。如今焊接裝備面臨着從手動、半自動到自動化和智能型升級,其中焊接機器人即是升級浪潮中的産物。

  目前,我們國家已經成為世界上最大的焊接設備生産國和出口國,産能大于需求。但是制造業中焊接自動化程度仍然比較低,企業中自動化焊接設備(包括焊接機器人)僅占總焊接設備的15%左右,同發達工業國家如德國、日本的80%相差很遠。未來的幾十年内,制造業對焊接自動化設備的需求量将明顯增加。尤其是船舶制造、汽車、機車、冶金設備、壓力容器等制造業都需要裝備自動化程度高、性能優良的焊接設備。焊接機器人作為焊接自動化發展的一項趨勢,其市場前景樂觀。

  根據國際工業機器人聯合會統計,2005年全世界在役工業機器人約92萬,日本占第一位約為50萬,美國和德國分列二、三位,而我國在這方面的差距很大。《智能制造科技發展十二五專項規劃》和《服務機器人科技發展十二五專項規劃》明确提出,十二五期間我國将把工業、服務機器人作為戰略新興産業予以重點扶持。

  焊接機器人技術是工業機器人技術在焊接領域的應用,它能夠根據預先設定的程序同時控制焊接端的動作和焊接過程,在不同的場合可以進行重新編程。其應用目的在于提高焊接生産率,提高質量穩定性和降低成本。焊接機器人可以代替人類從事一些特殊環境(如危險、污染等)的焊接任務,再者是簡單而單調重複的任務,從而解放勞動力,提高生産率;可以有效降低工人操作技術難度的要求,且焊接精度高、質量可靠穩定,還具有柔性。

  但是焊接機器人對于工件夾具的精度、工件表面清潔度、焊接位置、焊接可達性等有着嚴格的要求。

  焊接機器人的發展目前可分為三代:

  第一代機器人,即目前廣泛應用的示教再現型工業機器人,這類機器人對環境的變化沒有适應能力。

  第二代機器人,在視角再現型機器人的基礎上增加感覺系統,使其具有環境适應能力,如傳感機器人。

  第三代機器人,即智能機器人,具有自身發展能力,能以一定的方式理解人的指令,感知環境、識别操作對象,自行規劃操作步驟以完成焊接任務。

  工業機器人可按照如下方式分類:

  一、按照驅動方式分類:

  1)氣壓驅動

  2)液壓驅動(搬運、點焊機器人)

  3)電驅動

  二、按照受控的運動方式分類:

  1)點位控制型,如點焊機器人

  2)連續軌迹控制性,如電弧焊機器人,熱噴塗機器人。

  目前用于焊接的工業機器人主要分為弧焊機器人和點焊機器人兩類。這裡隻簡要描述弧焊機器人。

  弧焊機器人可以應用在所有電弧焊、切割技術範圍及類似的工藝方法中。最常用的就是用于焊接結構鋼和不鏽鋼的二氧化碳氣體保護焊、MAG焊,鋁及鋁合金的MIG焊或TIG焊,還有埋弧焊SAW。

  弧焊機器人系統構成

  上圖是弧焊機器人系統簡易圖,包括機器人機械臂、控制系統、焊接裝置、夾具。通常弧焊機器人有五個以上的自由度,具有六個自由度的焊接機器人可以保證焊槍的任意空間軌迹和姿态。弧焊機器人隻是焊接機器人系統中的一部分,在實際應用中還有行走機構、移動機架、焊接結構等。

  焊接機器人目前已廣泛應用在汽車制造業,尤其在汽車底盤焊接生産中得到了廣泛的應用。使用機器人焊接,可大大提高焊接件的外觀和内在質量,保證質量的穩定性,并能大幅降低勞動強度,改善勞動環境。

  在國家重視和工業需求的情況下,我們有理由相信焊接機器人在未來一定能有光明的前景!

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