什么是焊接機器人？有哪些類型和應(yīng)用？焊接機器人是指能夠一定程度上代替焊接技術(shù)工人，提高焊接生產(chǎn)效率的機電一體化機器人，分為控制方法型、機器視覺型、運動學(xué)原理型、示教編程型和人機交互型機器人，在汽車生產(chǎn)和水下作業(yè)都有應(yīng)用。無錫金紅鷹小編為您介紹：

1.什么是焊接機器人

焊接機器人是指能夠一定程度上代替焊接技術(shù)工人，提高焊接生產(chǎn)效率的機電一體化機器人;焊接機器人的發(fā)展幾乎是和關(guān)節(jié)機器人的發(fā)展同步的，而隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，機器人焊接及智能化焊接技術(shù)已成為裝備智能制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢。

2.焊接機器人的類型

(1)控制方法型：目前，為了實現(xiàn)焊接機器人的高精度、高質(zhì)量、高效率焊接，大多數(shù)國內(nèi)外學(xué)者都從機器人控制方法上做研究，控制方法是保證機器人智能化的關(guān)鍵因素。對于控制方法型焊接機器人，按照控制原理和方法不同主要分為5種類型:目標(biāo)跟蹤算法控制型、閉環(huán)控制型、專家系統(tǒng)控制型、PID算法控制型和其他類型。

(2)機器視覺型：機器視覺型焊接機器人是通過激光視覺傳感器以及攝像機等信號采集設(shè)備實現(xiàn)對焊縫以及周圍環(huán)境實時監(jiān)控的一類機器人。

(3)運動學(xué)原理型：運動學(xué)分析是實現(xiàn)機器人正常運行的關(guān)鍵因素，考慮到焊接機器人在運行軌跡、避障、焊接方式以及各關(guān)節(jié)之間的運動關(guān)系方面的不同，可將焊接機器人按照運動學(xué)原理方法的不同分為D-H原理型、正/逆運動學(xué)原理型、螺旋理論型以及運動管理器型4類。

(4)人機交互型：近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展有效地推動了遠(yuǎn)程控制移動機器人系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，開創(chuàng)了工業(yè)領(lǐng)域嶄新的工作模式，該技術(shù)在焊接機器人方面也得到了應(yīng)用和發(fā)展。

(5)示教編程型：主要有示教再現(xiàn)、離線編程、自主編程三類焊接機器人。

第一類是示教再現(xiàn)焊接機器人。示教再現(xiàn)焊接機器人是一種可重復(fù)再現(xiàn)通過示教編程存儲起來的作業(yè)程序的機器人，示教再現(xiàn)機器人的基本結(jié)構(gòu)，是由機器人本體、執(zhí)行機構(gòu)、控制系統(tǒng)、示教盒等部分組成。機器人本體一般采用直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、極坐標(biāo)型或多關(guān)節(jié)型。操作員將完成操作所需的運動軌跡、運動速度和觸發(fā)條件。機器人直接或間接“教導(dǎo)”操作順序和其他信息，并通過存儲單元記錄教導(dǎo)過程。焊接機器人重復(fù)教學(xué)內(nèi)容。

第二類是離線編程焊接機器人。顧名思義，離線編程是離線完成的。它有一定的智力。它在一定程度上通過傳感器感知環(huán)境，并根據(jù)感知信息適當(dāng)反饋和控制機器人的操作內(nèi)容。它具有多種智能功能。

與普通機器人示教編程不同，這意味著，在對機器人進(jìn)行編程的過程中，機器人無需離開生產(chǎn)線，生產(chǎn)不必中斷。在電腦中導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)后，程序員可以通過離線編程軟件對機器人的焊槍角度，手臂配置、進(jìn)給/速度、功率、運動軌跡等進(jìn)行全方位設(shè)置，無需考慮動態(tài)過程要求，即可創(chuàng)建、優(yōu)化并驗證焊接計劃。編程完成后，實際加工流程將由自動化系統(tǒng)執(zhí)行。同時，執(zhí)行效果的監(jiān)控也是全自動的。

第三類是自主編程焊接機器人。除了感知，它還具有一定的決策和規(guī)劃能力，可以使用計算機處理感知結(jié)果和規(guī)劃焊接任務(wù)。自主編程技術(shù)不需要繁重的教學(xué)，減少了機器人的工作時間和工人的工作時間，也不需要根據(jù)工作臺信息實時糾正焊接過程中的偏差，大大提高了機器人的自主性和適應(yīng)性，成為機器人未來的發(fā)展趨勢。

3.焊接機器人的主要應(yīng)用

(1)生產(chǎn)線：焊接機器人生產(chǎn)線比較簡單的是把多臺工作站(單元)用工件輸送線連接起來組成一條生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線仍然保持單站的特點，即每個站只能用選定的工件夾具及焊接機器人的程序來焊接預(yù)定的工件，在更改夾具及程序之前的一段時間內(nèi)，這條線是不能焊其他工件的。

另一種是焊接柔性生產(chǎn)線(FMS-W)。柔性線也是由多個站組成，不同的是被焊工件都裝卡在統(tǒng)一形式的托盤上，而托盤可以與線上任何一個站的變位機相配合并被自動卡緊。焊接機器人系統(tǒng)首先對托盤的編號或工件進(jìn)行識別，自動調(diào)出焊接這種工件的程序進(jìn)行焊接。

(2)在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用：焊接機器人目前已廣泛應(yīng)用在汽車制造業(yè)，汽車底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器以及液力變矩器等焊接，尤其在汽車底盤焊接生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。豐田公司已決定將點焊作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點焊機器人。用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量，因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)。在短距離內(nèi)的運動時間也大為縮短。該公司最近推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。

(3)在水下的應(yīng)用：作為海洋工程裝備技術(shù)的重要組成部分，海洋焊接如今已成為海洋資源開發(fā)和海洋工程建設(shè)不可缺少的基礎(chǔ)和支撐技術(shù)。

審核編輯黃宇