随着产品向高品质、多品种的方向发展以及人们对改良生产环境意识的进一步进步，机器人作为发明舒服环境的一种手段，其利用越来越普遍。本文就重要介绍了产业机器人在古代制造业中的发展及其重要位置，论述了机器人的利用范畴，其中具体介绍了焊接机器人中的点焊机器人以及弧焊机器人。具体叙述了点焊机器人与弧焊机器人的基本功能及其所用的焊接设备。
 

　　一、 机器人产生及其发展情况
      机器人技巧的发展，它应当说是一个科学技巧发展独特的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技巧，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展
目前，产业机器人作为古代制造业重要的主动化设备，己经普遍利用于汽车、摩托车、工程机械、电子信息、家电、化工等行业，重要用于实现焊接、搬运、装配、加工、喷漆、码垛等作业。据统计，全世界己经有100多万台机器人投入利用，其中用于焊接作业的机器人占全部机器人的45%以上。机器人技巧己成为世界各国竞相发展的高新技巧，其发展己成为衡量一个国度技巧水平发展水平的重要指标之一。
 

　　二、 机器人的利用范畴
      研制机器人的最初目标是为了帮助人们解脱沉重劳动或简单的重复劳动，以及调换人到有辐射等危险环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业跟核产业范畴得以利用。随着机器人技巧的一直发展，产业范畴的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合，己经开端大量利用机器人。另外在军事、大陆探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业，也都开端利用机器人。
从机器人的用处来分，可能分为两大类：军用机器人跟民用机器人。
军用机器人重要用于军事上取代或帮助军队进行作战、侦查、探险等工作。依据不同的作战空间可分为地面军用机器人、空中军用机器人(即无人飞翔机)、水下军用机器人跟空间军用机器人等。军用机器人的把持方法个别有自主操控式、半自主操控式、遥控式等多种方法。
      在民用机器人中，各种生产制造范畴中的产业机器人在数量上占绝对多数，成为机器人家族中的主力军；其它各种品种的机器人也开端在不同的范畴得到研究开发跟利用。总体看来，若按用处罚，民用机器人可能分为以下多少个重要类别：
1、 产业机器人
      当初产业机器人重要用于汽车产业、机电产业（包含电讯产业）、通用机械产业、建造业、金属加工、铸造以及其它重型产业跟轻产业部分。自动化生产线就业于自动化、智能化水平较高的食品、医药、汽车以及机器人设计、生产等制造企业。从事机器人与自动化生产线相结合的工作站的设计、制作、安装、调试、维护等工作，也可以从事机器人制造行业的销售或售后服务工作。 
      机器人的产业利用分为四个方面，即资料加工、整机制造、产品考试跟装配。其中，资料加工往往是最简单的。整机制造包含铸造、点焊、捣碎跟铸造等。考试包含显式考试（在加工进程中或加工后考试产品名义图像跟多少何外形、整机跟尺寸的完全性）跟隐考试（在加工中考试整机品质上或名义上的完全性）两种。装配是最庞杂的利用范畴，因为它可能包含资料加工、在线考试、整机供给、配套、剂压跟紧固等工序。在农业方面，已把机器人用于生果跟蔬菜嫁接、收获、考试与分类，剪羊毛跟挤牛奶等。这是一个潜在的产业机器人利用范畴。
2、 服务机器人
      在一些科幻影片、电视片或影碟中，多少存在外形的机器人常被用来帮助或取代人去履行人不乐意做或危险跟艰苦的任务。今天在事实生活中可能看到的最濒临于人类的机器人可能要算家用机器人了。家用机器人可能扫除地板而不碰到家具。不过它的价格目前还较高，影响到它的推广利用。随着家用机器人造价的大幅度降落，它将获得日益普遍的利用。 
      服务机器人尚处于开发及遍布的早期阶段，目前国际上对它还不普遍否定的严格定义，它的定义是由操作型产业机器人引伸而来的。依据国际机器人结合会（IFR）采取的初步定义，所谓服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它实现的是有利于人类健康的服务工作，但不包含那些从事生产的设备。另一种定义把服务机器人看做一种可自由编程的挪动装置，它至少有三个活动轴，可能局部地或全主动地实现服务工作。这些服务工作为个人或单位实现的，不指产业生产服务。 
     依据这个定义，操作型产业机器人也可能看作是服务机器人，假如它们设备在非制造业的话。服务机器人往往是可能挪动的（并非老是挪动的）。在某些情况下，服务机器人是由一个挪动平台形成，在它上面装有一只或多少只手臂，其把持方法与产业机器人手臂的把持方法雷同。
 

　　三、 焊接机器人
      随着我国加入WTO，我国经济的发展跟国际正在接轨，国内竞争跟国际竞争的界线将越来越含糊，改革从前的生产方法跟治理模式已火烧眉毛。在焊接范畴也是如此，采取主动化焊接进步生产率跟产品德量已是大势所趋。在大型企业是这样，对中小型企业也是如此。 
　　采取机器人进行焊接作业可能极大地进步生产效益跟经济效力；另一方面，机器人的移位速度快，可达3m/s，甚至更快。因此，个别而言，采取机器人焊接比同样用人工焊接效力可进步2～4倍，焊接品质精良且牢固。
      随着电子技巧、盘算机技巧、数控及机器人技巧的发展，主动弧焊机器人工作站, 从60年代开端用于生产以来，其技巧已日益成熟，重要有以下优点： 
1）牢固跟进步焊接品质； 
2）进步劳动生产率； 
3）改良工人劳动强度，可在有害环境下工作； 
4）降落了对工人操作技巧的请求； 
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普遍的利用。
 

　　① 焊接机器人的组成、
      焊接机器人重要包含机器人跟焊接设备两局部。机器人由机器人本体跟把持柜（硬件及软件）组成。而焊接设备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包含其把持体系）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等局部组成。对智能机器人还应有传感体系，如激光或摄像传感器及其把持装置等。

　　② 点焊机器人
      点焊机器人是用于点焊主动作业的产业机器人。世界上第一台点焊机于1965年开端利用，是美国Unimation公司推出的Unimate机器人，中国在1987年自行研制成第一台点焊机器人──华宇-Ⅰ型点焊机器人。点焊机器人由机器人本体、盘算机把持体系、示教盒跟点焊焊接体系多少局部组成，因为为了适应灵活动作的工作请求，通常电焊机器人选用关节式产业机器人的基本设计，个别存在六个自由度：腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。其驱动方法有液压驱动跟电气驱动两种。其中电气驱动存在颐养维修简便、能耗低、速度高、精度高、保险性好等优点，因此利用较为普遍。点焊机器人依照示教程序划定的动作、顺序跟参数进行点焊作业，其进程是完全主动化的，并且存在与外 部设备通信的接口，可能通过这一接口接收上一级主控与治理盘算机的把持命令进行工作。
1、点焊机器人的基本功能
      点焊对所用的机器人的请求是不很高的。因为点焊只有点位把持，至于焊钳在点与点之间的挪动轨迹不严格请求。这也是机器人最早只能用于点焊的起因。点焊用机器人不仅要有足够的负载才干，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要正确，以减少移位的时光，进步工作效力。点焊机器人须要有多大的负载才干，取决于所用的焊钳情势。对用与变压器分别的焊钳，30～45kg负载的机器人就足够了。然而，这种焊钳一方面因为二次电缆线长，电能损耗大，也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接；另一方面电缆线随机器人活动而不停摆动，电缆的破坏较快。因此，目前逐步增多采取一体式焊钳。这种焊钳连同变压器品质在70kg左右。考虑到机器人要有足够的负载才干，能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接，个别都选用100～150kg负载的重型机器人。为了适应连续点焊时焊钳短间隔疾速移位的请求。新的重型机器人增加了可在0.3s内实现50mm位移的功能。这对电机的机能，微机的运算速度跟算法都提出更高的请求。
2、 点焊机器人的焊接设备
      点焊机器人的焊接设备，因为采取了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以变压器必须尽量小型化。对容量较小的变压器可能用50Hz工频交换，而对容量较大的变压器，已经开端采取逆变技巧把50Hz工频交换变为600～700Hz交换，使变压器的体积减少、减轻。变压后可能直接用600～700Hz交换电焊接，也可能再进行二次整流，用直流电焊接。焊接参数由定时器调节，参见图1b。新型定时器已经微机化，因此机器人把持柜可能直接把持定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，通常用气动的焊钳，气动焊钳两个电极之间的开口度个别只有两级冲程。而且电极压力一旦调定后是不能随便变更的。近年来呈现一种新的电伺服点焊钳，如图4所示。焊钳的张开跟闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使这种焊钳的张开度可能依据实际须要任意选定并预置。而且电极间的压紧力也可能无级调节。这种新的电伺服点焊钳存在如下优点： 
1）每个焊点的焊接周期可大幅度降落，因为焊钳的张开水平是由机器人正确把持的，机器人在点与点之间的挪动进程、焊钳就可能开端闭合；而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可能一边位移，不必等机器人到位后焊钳才闭会或焊钳完全张开后机器人再挪动； 
2）焊钳张开度可能依据工件的情况任意调剂，只有不产生碰撞或干涉尽可能减少张开度，以节俭焊钳开度，以节俭焊钳开合所占的时光。焊接机器人从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织工业机器人属于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，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。 
3）焊钳闭合加压时，不仅压力大小可能调节，而且在闭合时两电极是微微闭合，减少撞击变形跟噪声。

　　③弧焊机器人 
      弧焊机器人是用于进行主动弧焊的产业机器人。弧焊机器人的组成跟原理与点焊机器人基本雷同，中国在20世纪80年代中期研制出华宇-Ⅰ型弧焊机器人。个别的弧焊机器人是由示教盒、把持盘、机器人本体及主动送丝装置、焊接电源等局部组成。可能在盘算机的把持下实现连续轨迹把持跟点位把持。还可能利用直线插补跟圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝。弧焊机器人重要有熔化极焊接作业跟非熔化极焊接作业两品种型，存在可长期进行焊接作业、保障焊接作业的高生产率、高品质跟高牢固性等特点。随着技巧的发展，弧焊机器人人正向着智能化的方向发展。
1、 弧焊机器人的基本功能
      弧焊进程比点焊进程要庞杂得多，工具中心点（TCP），也就是焊丝端头的活动轨迹、焊枪姿势、焊接参数都请求正确把持。所以，弧焊用机器人除了前面所述的个别功能外，还必须具备一些适合弧焊请求的功能。 
      诚然从实际上讲，有5个轴的机器人就可能用于电弧焊，然而对庞杂外形的焊缝，用5个轴的机器人会有艰苦。因此，除非焊缝比较简单，否则应尽量选用6轴机器人。  
　弧焊机器人除前面提及的在作“之”字形拐角焊或小直径圆焊缝焊接时，其轨迹应能贴近示教的轨迹之外，还应具备不同摆动款式的软件功能，供编程时选用，以便作摆动焊，而且摆动在每一周期中的停顿点处，机器人也应主动结束向前活动，以满意工艺请求。此外，还应有接触寻位、主动寻找焊缝出发点位置、电弧跟踪及主动再引弧功能等。                                                         
 
2、 弧焊机器人用的焊接设备
      弧焊机器人多采取气体维护焊方法（MA
　　G、MI
　　G、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形把持式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可能装到机器人上作电弧焊。自动化工作站与自动化专业属于智能制造时代低成本创业专业。因为机器人把持柜采取数字把持，而焊接电源多为模仿把持，所以须要在焊接电源与把持柜之间加一个接口。近年来，国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备，这些焊接设备内已经播人相应的接口板、所以在图1a中的弧焊机器人体系中并不附加接口箱。应当指出，在弧焊机器人工作周期中电弧时光所占的比例较大，因此在抉择焊接电源时，个别应按连续率100％来判断电源的容量。 
送丝机构可能装在机器人的上臂上，也可能放在机器人之外，前者焊枪到送丝机之间的软管较短，有利于坚持送丝的牢固性，而后者软管校长，当机器人把焊枪送到某些位置，使软管处于多曲折状况，会重大影响送丝的品质。所以送丝机的装置方法一定要考虑保障送丝牢固性的问题。
 

　　四、 总结
      产业机器人技巧的研究、发展以及利用，有力的推动了世界产业技巧的进步。特别是焊接机器人在高质高效的焊接生产中，施展了极其重要的作用。诚然我国产业生产经过多少十年的尽力，获得了很大的发展，但焊接生产作业的操作方法还绝对比较落伍而焊接机器人的呈现，岂但可能转变传统的焊接生产作业模式，在下降生产工人劳动的前提下，极大的进步了焊接生产率跟焊接品质。目前，机器人在国外得到了敏捷的发展，已经进入了一个全新技巧阶段。尤其是产业发达的美国、日本等国，机器人已经形成了一个独破的产业，这使得我国在国际市场竞争更加激烈，对产业机器人的须要会越来越大，我国的产业机器人产业将面临信的发展机会跟来自国外的挑衅，咱们要掌握这一机会，迎接挑衅，为我国跻身于机器人强国之列而尽力。