焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)的融合，焊接機(jī)器人能否在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，發(fā)揮其*的特性，取決于人們對(duì)上述技術(shù)的融合程度。經(jīng)過(guò)近10年的努力，我國(guó)在機(jī)器人焊裝夾具設(shè)計(jì)方面積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，機(jī)器人周邊設(shè)備實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，具有年產(chǎn)300余套焊接機(jī)器人工作站的能力?？梢哉f(shuō)國(guó)內(nèi)的系統(tǒng)集成商在機(jī)器人工作站及簡(jiǎn)單的焊裝線的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方面具有了與國(guó)外系統(tǒng)集成商抗衡的能力，近幾年為國(guó)內(nèi)汽車(chē)零部件等企業(yè)提供了大量的機(jī)器人焊接系統(tǒng)。但是另外一個(gè)嚴(yán)重的事實(shí)是，我們還不具備制造高水平的機(jī)器人成套焊裝線的能力。國(guó)內(nèi)幾大汽車(chē)廠的車(chē)身焊裝線都是由國(guó)外機(jī)器人系統(tǒng)集成商設(shè)計(jì)制造的。作為焊接機(jī)器人的zui大用戶，預(yù)計(jì)未來(lái)的10年我國(guó)汽車(chē)年產(chǎn)量要達(dá)到千萬(wàn)輛，現(xiàn)在的焊接裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了生產(chǎn)需求，對(duì)焊接裝備的需求量將大幅增加，焊裝生產(chǎn)線要求更加自動(dòng)化和柔性化，以適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求，機(jī)器人將大量應(yīng)用于焊接生產(chǎn)線中。對(duì)我國(guó)的機(jī)器人系統(tǒng)集成商來(lái)說(shuō)如何抓住機(jī)遇是當(dāng)前要解決的重要課題，從另一方面講也決定著國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人的命運(yùn)。
(1)實(shí)行企業(yè)聯(lián)合。機(jī)器人系統(tǒng)集成商與汽車(chē)制造商聯(lián)合，消化吸收國(guó)外汽車(chē)焊裝線。
(2)建立自己的焊接裝備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)模，提高設(shè)計(jì)水平和效率。
(3)加強(qiáng)人才培養(yǎng)建設(shè)。機(jī)器人焊接生產(chǎn)線是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到機(jī)械、電氣、物流傳輸、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)設(shè)計(jì)制造、機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)等多種學(xué)科，而我國(guó)目前還沒(méi)有關(guān)于這方面較為系統(tǒng)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。
(4)加強(qiáng)與國(guó)外公司的合作，通過(guò)合作學(xué)習(xí)提高自己的設(shè)計(jì)水平。焊接機(jī)器人的技術(shù)
1.TCP（tool center point工具中心點(diǎn)）自動(dòng)校零技術(shù)焊接機(jī)器人的工具中心點(diǎn)就是焊槍的焊絲的端點(diǎn)，因此TCP的零位精度直接影響著焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。但在實(shí)際生產(chǎn)中不可避免會(huì)發(fā)生焊槍與夾具之間的碰撞等不可預(yù)見(jiàn)性因素導(dǎo)致TCP位置偏離。通常的做法是利用手動(dòng)進(jìn)行機(jī)器人TCP校零，但一般全過(guò)程需要30min才能完成，影響生產(chǎn)效率。TCP自動(dòng)校零是用在機(jī)器人焊接中的一項(xiàng)新技術(shù)，它的硬件設(shè)施是由一梯形固定支座和一組激光傳感器組成。當(dāng)焊槍以不同姿態(tài)經(jīng)過(guò)TCP支座時(shí)，激光傳感器都將記錄下的數(shù)據(jù)傳遞到CPU與zui初設(shè)定值進(jìn)行比較與計(jì)算。當(dāng)TCP發(fā)生偏離時(shí)，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)運(yùn)行校零程序，自動(dòng)對(duì)每根軸的角度進(jìn)行調(diào)整，并在zui少的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)TCP零位。
2.雙絲焊接技術(shù)近年來(lái)由于我國(guó)汽車(chē)、集裝箱、機(jī)車(chē)車(chē)輛、工程機(jī)械等行業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)高速 焊和高熔敷效率焊接的需求越來(lái)越多。雙絲焊是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種高速高效焊接方法，焊接薄板時(shí)可以顯著提高焊接速度，達(dá)到3～6m/min，焊接厚板時(shí)可以提高熔敷效率。除了高速高效外，雙絲焊接還有其他的工藝特點(diǎn)：在熔敷效率增加時(shí)保持較低的熱輸入，熱影響區(qū)小，焊接變形小，焊接氣孔率低等。由于焊接速度非常高，特別適合采用機(jī)器人焊接，因此可以說(shuō)機(jī)器人的應(yīng)用也推動(dòng)了這一*焊接技術(shù)的發(fā)展。
目前雙絲焊主要有兩種方式：一種是Twin arc法，另一種為T(mén)andem法。焊接設(shè)備的基本組成類(lèi)似，都是由兩個(gè)焊接電源、兩個(gè)送絲機(jī)和一個(gè)共用的送雙絲的電纜。為了防止同相位的兩個(gè)電弧的相互干擾，常采用脈沖
MIG/脈沖MAG焊法，并保持兩個(gè)電弧輪流交替燃燒。這樣一來(lái)，就要求一個(gè)協(xié)同控制器保證兩個(gè)電源的輸出電流波形相位相差180°。當(dāng)焊接參數(shù)設(shè)置到很好時(shí)，脈沖電弧能得到無(wú)短路、幾乎無(wú)飛濺的過(guò)渡過(guò)程，真正做到“1個(gè)脈沖過(guò)渡1個(gè)熔滴”，每個(gè)熔滴的大小幾乎*相同，其大小是由電弧功率來(lái)決定。Twin arc法的主要生產(chǎn)廠家有德國(guó)的SKS、Benzel和Nimark公司，美國(guó)的Miller公司。Tandem法的主要廠家有德國(guó)的Cloos、奧地利Fronius和美國(guó)Lincoln公司。據(jù)德國(guó)Cloos公司介紹，采用Tandem法焊接2～3mm薄板時(shí)，焊接速度可達(dá)6m/min，焊接8mm以上厚板時(shí)，熔敷效率可達(dá)24kg/h。
3.激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)是激光焊接與氣體保護(hù)焊的聯(lián)合，兩種焊接熱源同時(shí)作用于一個(gè)焊接熔池。該技術(shù)的研究zui早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末，但由于激光器的昂貴價(jià)格，限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。隨著激光器和電弧焊設(shè)備性能的提高，以及激光器價(jià)格的不斷降低，同時(shí)為了滿足生產(chǎn)的迫切需求，激光
/電弧復(fù)合焊接技術(shù)近年來(lái)成為焊接領(lǐng)域zui重要的研究課題之一。
激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)有多種形式的組合，有激光/TIG、激光/MAG和激光/MAG等。激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)之所以受到青睞是由于其兼各熱源之長(zhǎng)而補(bǔ)各自之短，具有1 1>2或更多的“協(xié)同效應(yīng)”。與激光焊接相比，對(duì)裝配間隙的要求降低，因而降低了焊前工件制備成本；另外由于有填充焊絲消除了激光焊接時(shí)存在的固有缺陷，焊縫更加致密。與電弧焊相比提高了電弧的穩(wěn)定性和功率密度，提高了焊接速度和焊縫熔深，熱影響區(qū)變小，
降低了工件的變形，消除了起弧時(shí)的熔化不良缺陷。在這點(diǎn)上特別適合鋁及其合金的焊接。激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)是對(duì)激光焊接的重大發(fā)展，焊接同樣板厚的材料可降低激光功率一半左右，因此大大降低了企業(yè)的投資成本，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)推動(dòng)激光焊接的普及將起重要的作用。
4.伺服焊鉗技術(shù)的汽車(chē)裝焊工藝中的應(yīng)用
伺服機(jī)器人焊鉗，就是利用伺服電機(jī)替代壓縮空氣做為動(dòng)力源的一種新型焊鉗。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)提高車(chē)身的表面質(zhì)量
伺服焊鉗由于采用的是伺服電機(jī)，電極的動(dòng)作速度在接觸到工件前，可由高速準(zhǔn)確地調(diào)整到低速，這樣，就可以形成電極對(duì)工件的軟接觸，減輕電極沖擊所造成的壓痕，從而也減輕了后序車(chē)身表面修磨處理量，提高了車(chē)身質(zhì)量。而且，應(yīng)用伺服控制技術(shù)可以對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化控制管理，可以保證提供出zui適焊接參數(shù)數(shù)據(jù)，保證焊接質(zhì)量。
(2)改善作業(yè)環(huán)境
由于電極對(duì)工件的是軟接觸，可以減輕沖擊噪聲，也不會(huì)出現(xiàn)使用氣動(dòng)焊鉗時(shí)所造成的排氣噪音。改善了現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境。
(3)高生產(chǎn)效率
伺服焊鉗的加壓開(kāi)放動(dòng)作由機(jī)器人來(lái)自動(dòng)控制。與氣動(dòng)焊鉗相比，伺服焊鉗的動(dòng)作路徑可以控制到zui短化，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率。目前，從投資的角度來(lái)考慮，購(gòu)買(mǎi)伺服焊鉗設(shè)備的一次投入較高，因此，伺服焊
鉗還不能被廣泛采用。但是，考慮到伺服焊鉗的優(yōu)勢(shì)，如伺服焊鉗的軟接觸化，對(duì)工件的沖擊可減輕，從而可以相對(duì)減少焊接夾具夾緊機(jī)構(gòu)的數(shù)量，削減夾具的費(fèi)用等，也可以減少生產(chǎn)線的整體投資額，伺服焊鉗仍有其廣闊的應(yīng)用空間。
因此，隨著發(fā)展，伺服焊鉗會(huì)越來(lái)越多應(yīng)用于生產(chǎn)線上。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究、發(fā)展與應(yīng)用，有力地推動(dòng)了世界工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。特別是焊接機(jī)器人在高質(zhì)高效的焊接生產(chǎn)中，發(fā)揮了極其重要的作用。
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