焊接机器人自动控制
机器人焊的工作原理
机器人焊的工作原理一、引言机器人焊接是一种自动化焊接技术，通过机器人的精确控制和操作，实现对焊接工作的自动化完成。
本文将详细介绍机器人焊接的工作原理。
二、机器人焊接的基本原理机器人焊接的基本原理是通过机器人的机械臂和焊接设备的配合，实现对焊接工件的精确操作和焊接过程的控制。
其主要步骤如下：1. 机器人的机械臂移动：机器人的机械臂可以根据预设的路径和轨迹，精确地移动到焊接工件的指定位置。
通过机械臂的运动，可以实现焊接工件的定位和对焊接点的准确定位。
2. 焊接设备的操作：机器人配备的焊接设备可以完成焊接工作。
焊接设备通常包括焊枪、电源和控制系统等组成部分。
焊枪负责释放焊接电弧，电源提供焊接所需的电能，控制系统则负责对焊接过程进行监控和控制。
3. 焊接过程的控制：机器人焊接系统配备了先进的控制系统，可以实时监测焊接过程中的各种参数，并根据预设的焊接规范进行控制。
例如，控制系统可以根据焊接材料的特性和焊接点的要求，调整焊接电流、电压和焊接速度等参数，以确保焊接质量和稳定性。
三、机器人焊接的工作流程机器人焊接的工作流程一般包括以下几个步骤：1. 工件准备：在进行机器人焊接之前，需要对焊接工件进行准备工作。
这包括对工件进行清洁、定位和固定等操作，以确保焊接的准确性和稳定性。
2. 程序编写：机器人焊接系统需要根据焊接工艺和要求进行程序编写。
程序编写包括对焊接路径、焊接参数和焊接顺序等进行设定和优化，以实现高效、稳定的焊接过程。
3. 机器人操作：机器人根据预设的程序和路径，通过机械臂的运动将焊接设备移动到指定位置。
机器人可以根据焊接工艺要求，进行多种焊接方式，如点焊、拖焊等。
4. 焊接过程控制：机器人焊接系统的控制系统会实时监测焊接过程中的各种参数，并根据预设的规范进行控制。
例如，控制系统可以根据焊接电流和电压的变化，调整焊接速度和焊接时间，以确保焊接质量和稳定性。
5. 检测与质量控制：机器人焊接完成后，可以通过各种检测手段对焊接质量进行评估和控制。
机器人焊的工作原理
机器人焊的工作原理机器人焊接是一种自动化的焊接方式，利用机器人来代替人工进行焊接操作。
机器人焊接的工作原理主要包括机器人系统、焊接工具和控制系统三个方面。
1. 机器人系统机器人系统是机器人焊接的核心部分，它由机械结构、传感器、执行器和控制系统组成。
机械结构包括机器人的臂、关节和末端执行器，它们通过电机和减速器驱动，实现机器人的运动。
传感器用于检测焊接工件的位置、形状和姿态，以及焊接过程中的温度、电流等参数。
执行器负责控制焊接工具的运动，如焊枪的移动和旋转。
控制系统则负责对机器人进行编程和控制，实现焊接路径的规划和控制。
2. 焊接工具焊接工具是机器人进行焊接的关键部分，常见的焊接工具有焊枪、焊丝和气体保护装置等。
焊枪是机器人焊接时的主要工具，它通过控制焊丝的送进速度和电弧的电流大小，实现焊接接头的熔化和连接。
焊丝是焊接时所用的填充材料，它通过熔化和凝固形成焊缝。
气体保护装置用于保护焊接区域，防止氧气和其他杂质的进入，保证焊接质量。
3. 控制系统控制系统是机器人焊接的智能化核心，它通过编程和算法控制机器人的运动和焊接过程。
控制系统可以根据焊接任务的要求，规划焊接路径和速度，控制焊接工具的动作和参数，实现精确的焊接操作。
控制系统还可以通过传感器实时监测焊接过程中的温度、电流等参数，根据反馈信息进行调整和优化，提高焊接质量和效率。
总结起来，机器人焊接的工作原理是通过机器人系统、焊接工具和控制系统的协同作用，实现自动化的焊接操作。
机器人系统负责机器人的运动和感知，焊接工具负责焊接接头的熔化和连接，控制系统负责编程和控制机器人的运动和焊接过程。
机器人焊接的优势在于提高了生产效率、保证了焊接质量，减少了人工操作的风险和疲劳。
随着科技的不断进步，机器人焊接将在各个领域得到广泛应用。
焊接机器人的轨迹规划与运动控制研究
焊接机器人的轨迹规划与运动控制研究随着工业化的快速发展，大量的工业生产不再依赖于传统的人工作业，而是向工业机器人化方面转移。
工业机器人与传统的工业生产模式不同，其精度、效率、灵活性都达到了前所未有的程度，极大提升着生产效率。
其中，焊接机器人是工业机器人的重要分支，其在机器人应用中占据着重要地位。
本文将就焊接机器人的轨迹规划与运动控制研究展开讨论。
一、焊接机器人概述焊接机器人又叫做焊接状态下的工业机器人，是一种可以自动完成焊接任务的机器人。
随着工业领域的发展，焊接机器人的应用范围也越来越广泛，如汽车工业、航空航天工业、电子电器工业等。
与手动焊接相比，焊接机器人能够提高焊接效率和焊接质量，同时也能够为焊接操作者减轻工作负担，增强工作安全性。
二、焊接机器人运动控制数据表明，焊接机器人往往会在焊接过程中出现轨迹偏差、漏焊等问题，这些问题的解决往往需要对焊接机器人的运动控制方案进行优化和改进。
焊接机器人的运动控制包括：路径规划、实时运动控制和反馈控制。
2.1 路径规划焊接机器人在工作时需要遵循某些预定运动路径进行工作，在实际焊接中颇为复杂，需要进行路径规划。
焊接机器人的路径规划通常包括三个步骤：目标设置、机器人坐标系转换、及其它自动控制工具的使用，以达到使焊接工件具有高度一致性的目的。
2.2 实时运动控制实时运动控制是焊接机器人运行的另一个重要组成部分，对于焊接机器人来说，实时控制常被用来调整运动中的错误，例如轨迹偏差、速度快慢等。
对于焊接机器人的运动控制来说，高精度的姿态测量系统和极小的控制时间间隔也是非常重要的因素。
其中姿态测量为焊接过程中最为重要的组成部分，并且需要具备在高温、烟雾等恶劣环境下的稳定性。
2.3 反馈控制反馈控制是指对焊接机器人的运动轨迹进行跟踪，从而对机器人运动进行实时调整。
其中，PID算法被广泛应用用于反馈控制。
三、焊接机器人轨迹规划核心目标从整理、分析机器人运动学定义、逆运动学反推、信号展示和控制引导、定位、判断状态等方面进行了研究，不仅实现了机器人和定标，而且完成了位置的恢复，成功地完成了用宏观段心加工来替代手工冲孔的情形，全自动地完成了板料的定位、钢板的布料、工件的夹紧和放气、机器人的精确定位、机器人的自动控制，以及机器人的水平速度的可达性等方面的研究，并对其进行了详细的分析和证明。
焊接机器人控制原理
焊接机器人控制原理
焊接机器人是一种自动化的焊接设备，它能够代替人工进行焊接作业，提高生
产效率，降低劳动强度，保证焊接质量。
焊接机器人的控制原理是其能够自主地感知焊接环境，做出相应的动作和调整，从而完成焊接任务。
首先，焊接机器人的控制原理基于传感器技术。
焊接机器人通常配备了各种传
感器，如视觉传感器、力传感器、温度传感器等。
这些传感器能够实时地感知焊接过程中的各种参数，比如焊缝的位置、材料的变形、焊接温度等。
通过传感器技术，焊接机器人能够及时地获取焊接过程中的各种信息，为后续的控制提供数据支持。
其次，焊接机器人的控制原理基于运动控制技术。
焊接机器人通常采用多轴联
动的结构，能够实现多自由度的运动。
通过运动控制技术，焊接机器人能够根据传感器获取的信息，做出相应的运动调整，确保焊接过程中的精准度和稳定性。
同时，运动控制技术还能够实现焊接路径的规划和优化，提高焊接效率和质量。
此外，焊接机器人的控制原理还基于智能控制技术。
随着人工智能技术的发展，焊接机器人能够通过学习和优化算法，不断提升自身的控制能力。
通过智能控制技术，焊接机器人能够根据不同的焊接任务，自主地做出决策和调整，适应不同的焊接环境和材料。
总的来说，焊接机器人的控制原理是基于传感器技术、运动控制技术和智能控
制技术的综合应用。
通过这些技术的支持，焊接机器人能够实现自主感知、精准运动和智能决策，从而完成各种复杂的焊接任务。
随着科技的不断进步，相信焊接机器人的控制原理会变得更加先进和完善，为焊接行业带来更大的便利和效益。
机器人自动化焊接系统
机器人自动化焊接系统1.机器人自动化焊接系统是什么?机器人自动化焊接系统是一种应用于焊接行业的高科技设备，通过使用机器人来实现焊接工作的自动化和自动控制。
这种系统使用电脑程序控制机器人执行焊接任务，提高了生产效率和焊接质量。
2.机器人自动化焊接系统有哪些优势？机器人自动化焊接系统具有以下优势：-提高生产效率：机器人的高速操作能力可以大大提高焊接速度和生产效率。
-提高焊接质量：机器人可以精确控制焊接参数，消除人为因素，提高焊接质量和一致性。
-减少人工成本：自动化焊接系统可以减少对人力资源的需求，降低人工成本。
-提高安全性：机器人在工作中能够避免人体接触高温、有害气体等危险环境，提高工作安全性。
3.机器人自动化焊接系统适用于哪些行业？机器人自动化焊接系统适用于许多行业，包括汽车制造、机电设备、建筑、航空航天、钢铁等行业。
任何需要完成焊接任务的行业都可以考虑使用机器人自动化焊接系统来提高生产效率和焊接质量。
4.机器人自动化焊接系统有哪些类型？机器人自动化焊接系统可以分为以下几种类型：-电弧焊机器人：使用焊接电弧进行焊接的机器人系统。
-激光焊机器人：使用激光束进行焊接的机器人系统。
-点焊机器人：使用点焊方式进行焊接的机器人系统。
-氩弧焊机器人：使用氩气为保护气体进行焊接的机器人系统。
-混合焊机器人：使用多种焊接方式进行焊接的机器人系统。
5.如何选择适合自己需求的机器人自动化焊接系统？选择适合自己需求的机器人自动化焊接系统需要考虑以下几点：-焊接任务：根据自己需要焊接的材料、规格和精度要求来选择合适的机器人自动化焊接系统。
-预算：根据自己的经济实力来选择适合的机器人自动化焊接系统。
-品牌和质量：选择知名品牌和具有良好口碑的机器人自动化焊接系统，以确保质量和售后服务。
-技术支持：要选择有完善的售后服务和技术支持的机器人自动化焊接系统，以解决可能出现的问题。
6.机器人自动化焊接系统需要哪些技术要求？机器人自动化焊接系统需要以下技术要求：-机器人操作技术：了解和熟练掌握机器人的操作方法和技巧。
机器人焊的工作原理
机器人焊的工作原理机器人焊接是一种自动化的焊接技术，通过使用机器人来代替人工进行焊接操作。
机器人焊接具有高效、精确、稳定等优点，被广泛应用于各个行业的生产线中。
一、机器人焊接的基本原理机器人焊接的基本原理是利用机器人系统中的控制器、传感器、执行器等组成的系统，通过程序控制机器人的运动轨迹和焊接参数，实现焊接操作。
1. 控制器：机器人焊接系统中的控制器是整个系统的大脑，负责接收和处理来自传感器的数据，控制机器人的运动和焊接参数。
2. 传感器：机器人焊接系统中的传感器用于获取焊接过程中的各种数据，如焊接温度、焊缝位置、焊接材料的状况等。
常用的传感器包括红外线传感器、激光传感器、力传感器等。
3. 执行器：机器人焊接系统中的执行器是机器人的关节和末端执行器，用于控制机器人的运动。
执行器通常由机电、减速器和传动装置组成。
二、机器人焊接的工作流程机器人焊接的工作流程通常包括以下几个步骤：1. 系统准备：在进行机器人焊接之前，需要对机器人系统进行准备工作，包括检查机器人系统的状态，确认焊接工艺参数等。
2. 焊接路径规划：根据焊接工件的形状和要求，通过计算机辅助设计软件对焊接路径进行规划。
路径规划包括确定焊接点、焊接顺序、焊接速度等。
3. 焊接参数设置：根据焊接工艺要求，设置焊接参数，包括焊接电流、焊接时间、焊接速度等。
4. 传感器数据采集：在焊接过程中，通过传感器采集焊接过程中的各种数据，如焊接温度、焊缝位置等。
5. 控制器处理数据：控制器接收传感器采集到的数据，并根据预设的焊接程序进行处理，调整机器人的运动轨迹和焊接参数。
6. 机器人焊接：根据控制器处理后的数据，机器人开始进行焊接操作，按照预设的路径和参数进行焊接。
7. 焊接质量检测：焊接完成后，通过对焊接接头进行质量检测，判断焊接质量是否符合要求。
8. 结束工作：焊接完成后，机器人系统进行相应的清理工作，关闭机器人系统。
三、机器人焊接的应用领域机器人焊接广泛应用于各个行业的生产线中，特殊是对焊接质量要求高、焊接量大的领域。
焊接机器人控制系统
焊接机器人运动控制系统作为焊接机器人的用户，为正确选择、合理使用并做到能常规维护焊接机器人，必须对焊接机器人的运动控制系统有一定层次的了解。
1.对机器人运动控制系统的一般要求机器人控制系统是机器人的重要组成部分，主要用于对机器人运动的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：1.1 记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。
1.2 示教功能：离线编程、在线示教、间接示教。
在线示教包括示教盒和导引示教两种。
1.3 与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。
1.4 坐标设置功能：有关节坐标系、绝对坐标系、工具坐标系和用户自定义四种坐标系。
1.5 人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。
1.6 传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。
1.7 位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。
1.8 故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。
2 焊接机器人运动控制系统（硬件）的组成焊接机器人运动控制系统中的硬件（图4）一般包括：2.1 控制计算机。
控制系统的调度指挥机构。
一般为微型机，其微处理器有32位、64位等，如奔腾系列CPU以及其他类型CPU；2.2 示教盒。
示教焊接机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作。
示教盒拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现人机信息交互； 2.3 操作面板。
由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作；2.4 硬盘和软盘存储器。
存储焊接机器人工作程序以及各种焊接工艺参数数据库的外围存储器；2.5 数字和模拟量输入输出。
各种状态和控制命令的输入或输出。
2.6 打印机接口。
记录需要输出的各种信息。
2.7 传感器接口。
用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。
对一般的点焊或弧焊机器人来说，控制系统中并不设置力觉、触觉和视觉传感器。
基于PLC的焊接机器人自动控制系统的设计
黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE第12卷第10期2021年5月Vol. 12May. 2021基于PLC 的焊接机器人自动控制系统的设计王艳，郝亮，金月，刘晓兰(哈尔滨华德学院,哈尔滨150025)摘要：对PLC 焊接机器人自动化控制系统进行了硬件、控制界面和软件设计，经过调试和安装，焊接机器人自动控制系统的定位、复位误差非常小，技术参数符合制造企业焊接标准，且系统运行可靠稳定。
关键词：PLC 技术;焊接机器人；自动控制系统中图分类号：TP242 文献标志码：A文章编号：1674 -8646(2021 ) 10 -0096 -02Design of Automatic Control System of Welding Robot Based on PLCWang Yan , Hao Liang , Jin Yue , Liu Xiaolan (Harbin Huade University , Harbin 150025 , China)Abstract : Design is done on the hardware , control interface and software of automatic control system of welding robot based on PLC. Through debugging and installation , there is little location and reset error in automatic control system ofwelding robot. Technical parameters are in accordance with the welding criterion of manufacturing enterprise , and thesystem operation is reliable and stable.Key words : PLC technology ； Welding robot ； Automatic control system1焊接机器人自动控制系统结构控制器:使用PLC 控制器，通过调整PID 进行回 路控制。
焊接机器人控制系统的设计与开发
焊接机器人控制系统的设计与开发一、焊接机器人的背景及应用现代制造业的发展离不开自动化生产系统的应用，因为自动化生产系统可以提升产品质量、提高生产效率和降低劳动力成本。
在自动化生产系统中，焊接机器人已经成为越来越重要的一部分。
它可以在工作环境危险、狭小、高温等条件下完成高质量的焊接作业。
焊接机器人的普及使得不少生产型企业陆续采用该技术，以应对市场挑战和产品升级。
二、焊接机器人控制系统的设计焊接机器人控制系统主要有硬件和软件两部分，其中硬件部分包括机器人伺服系统、传感器、控制器、电气系统、气动系统等；软件部分则包括焊接程序控制系统和机器人控制算法。
下面分别对两部分进行详细介绍：（一）硬件系统设计1. 机器人伺服系统：自动焊接机器人的伺服系统是整个系统的核心部分，是实现机器人运动控制的基础。
该系统通常由机器人控制器、电机驱动器、编码器、减速器、传动机构等组成，并负责控制焊枪的运动、速度和方向，从而实现焊接任务。
在选购机器人伺服系统时，应综合考虑设备的刚性、导轨、驱动电机的类型、精度等关键指标。
2. 传感器：在自动焊接中，传感器主要用于测量焊接区域的温度、光学参数、电气参数和机垂度等。
基于传感器反馈的数据，机器人控制器可以动态调整焊接速度、焊点大小和焊接角度等参数，从而实现更加精准和稳定的焊接结果。
3. 控制器：自动焊接机器人的控制器是硬件系统中的心脏。
控制器主要负责监控整个机器人伺服系统，并输出运动控制信号。
智能控制器可以根据焊接任务自动调节焊接速度和焊接功率，并实现高度精准的焊接结果。
4. 电气系统：电气系统负责供电、控制、保护和信号传输等功能。
系统中应选用可靠、稳定、性能好的电气元器件，如高品质的断路器、接触器、继电器和变频器等，以确保机器人的正常运行。
5. 气动系统：气动系统主要用于焊接机器人的动力系统。
气动元器件包括压力调节器、气动电磁阀、滤芯和压力表等。
选择合适的气动元件可以确保机器人运动灵敏、操作平稳、精度高。
焊接机器人的控制原理及应用讲解学习
焊接机器人的控制原理及应用焊接机器人是一种高度自动化的焊接设备，是焊接自动化的革命性进步，它突破了焊接刚性自动化传统方式，开拓了一种柔性自动化新方式。
在大三上学期的认识实习过程中，已经在长力机械厂有所接触。
焊接机器人采用机器人代替手工焊接作业是焊接制造业的发展趋势，是提高焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。
机器人焊接作为现代制造技术发展的重要标志己被国内许多工厂所接受，并且越来越多的企业首选焊接机器人作为技术改造的方案。
一、我国焊接机器人技术的发展历史焊接机器人技术的发展我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。
到80年代中期，全国没有一台工业机器人问世。
而在国外，工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。
鉴于当时的国内外形势，国家“七五”攻关计划将工业机器人的开发列入了计划，对工业机器人进行了攻关，特别是把应用作为考核的重要内容，这样就把机器人技术和用户紧密结合起来，使中国机器人在起步阶段就瞄准了实用化的方向。
与此同时于1986年将发展机器人列入国家"863"高科技计划。
在国家"863"计划实施五周年之际，邓小平同志提出了"发展高科技，实现产业化"的目标。
在国内市场发展的推动下，以及对机器人技术研究的技术储备的基础上，863主题专家组及时对主攻方向进行了调整和延伸，将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一，提出了以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，以后又列入国家"八五"和"九五"中。
经过十几年的持续努力，在国家的组织和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。
二、焊接机器人的组成常规的弧焊机器人系统由以下5部分组成。
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根据对产品的适应能力，焊接自动化系统可以分为： “刚性”自动化系统，也称专机，主要针对大批量定型 产品，特点为成本低、效率高，但适应的产品单一。一 旦产品换型，生产线就要更换。
“柔性”自动化系统，主要指通过编程可改变操作的机
器，产品换型时，只需通过改变相应程序，便可适应新 产品。机器人属于典型的具有柔性的设备。 随着市场经济的快速发展，企业的产品从单一品种大批量 生产变为多品种小批量，要求生产线具有更大的柔性。所以
“焊缝跟踪单元”的功能是在机器人导引到初始焊接位置并开始 焊接后，利用焊缝识别摄像机CCD1在工作空间内实时拍摄焊缝 的图像，通过计算机图像处理，提取焊缝形状和方向特征，并 根据焊缝位置确定焊枪下一步纠偏运动方向和位移的量，并将 这些信息上报中央控制计算机，通过中央控制计算机和机器人 控制器来驱动机器人焊枪端点，以跟踪焊缝走向和位置纠偏。 “熔透控制单元”的功能是利用熔池监视摄像机CCD2获取机器 人运动后的半部熔池变化图像，通过计算机图像处理，提取熔 池形状特征。通过中央控制计算机结合相应的工艺参数和预先 建立的焊接熔池动态过程模型预测熔深、熔宽、余高和熔透等 参数，调用合适的控制策略，给出适当的焊接参数调整以及机 器人运动速度、姿态和送丝速度的调节变化，通过焊接电源和 机器人执行，实现对焊缝熔透和成形的控制。
图4-50 CAN总线的焊接机器人的总体设计框图
（3） 弧焊机器人在生产中具有以下作用：
（1）稳定和提高焊接质量，保证其均一性。采用机器人焊接 时可以保证每条焊缝的焊接参数稳定不变，使焊缝质量受人的 因素影响降低到最小，因此焊接质量很稳定。 （2）提高焊接生产率。对于弧焊机器人生产线来说，它由一 台调度计算机控制，只要白天装配好足够的焊件，并放到存放 工位，夜间就可以实现无人或少人生产。 （3）改善劳动条件。电弧焊时，存在弧光、烟尘、飞溅、热 辐射等不利于操作者身体健康的因素，而使用弧焊机器人以后， 可以使焊接操作者远离上述不利因素。 （4）可用在核能设备、空间站建设、深水焊接等极限条件下， 完成人工难以进行的焊接作业。 （5）为建立柔性焊接生产线提供技术基础。
1954年，美国人G.Devol 和J.Engleberger设计了一台
可编程的机器人
1961年，他们生产了世界上第一台工业机器人 “Unimates”，并获得了专利
1962年，Engleberger 成立了Unimation公司，他被称
为“机器人之父” 日本从上世纪70年代中后期开始开发工业机器人，15年 后就成为产量最多、应用最广的世界工业机器人“王国 ”。
焊接机器人应用中最普通的主要有两种，弧焊机器人和 点焊机器人。分别能进行电弧焊自动操作和电焊自动操作。 弧焊机器人从60年代诞生到现在可分为三代: 第一代:示教在线型 第二代:基于一定传感信息的离线编程
第三代:智能机器人
与点焊机器人相比，弧焊机器人有以下特点：
（1）点焊机器人受控运动方式是点位控制型，只在目标点 上完成操作；而弧焊机器人受控运动方式是连续轨迹控制型， 即机械手总成终端按预期的轨迹和速度运动。 （2）由于弧焊过程比点焊过程复杂得多，要求机器人终端 的运动轨迹的重复精度、焊枪的姿态、焊接参数都要有更精 确的控制。 （3）弧焊机器人经常工作在焊缝短而多的情况，需要频繁 地引弧和收弧，因此要求机器人具有可靠的引弧和收弧功能。 对于空间焊缝，为了确保焊接质量，还需要机器人能实时调 整焊接参数。 （4）电弧焊时容易发生粘丝、断丝等故障，如不及时采取 措施，将会损坏机器人或报废废工件，因此要求机器人必须 具有及时检出故障并实时自动停车、报警等功能。
图4-52 示教再现原理
• 经过示教后，将图4-52的转换开关A拨到“再现”位置。 启动后，控制计算机将从内存中依次读出各运动轴的位置 信号，并经过路径生成处理器7与实际位置信号比较后输 出，就可通过伺服放大器9至伺服电动机10控制各运动轴。 如此一步一步地再现示教工作，即可完成整个焊接工作。 • 示教再现型弧焊机器人由于焊接路径和焊接参数是根据实 际作业条件预先设置的，焊接时缺少外部信息传感和适时 调整功能，使得机器人不能适应焊接环境和焊接过程的变 化，因此出现了智能型弧焊机器人，智能型弧焊机器人是 装有多种传感器，接收作业指令后能根据客观环境自行编 程的具有高度适应能力的高级弧焊机器人。
图4-53 智能型弧焊机器人主要的硬件构成
(2) 智能型弧焊机器人的工作过程 • 在开始焊接之前，通过视觉传感器观察并识别焊接环境、 条件，提取焊件的形状、结构、等信息。然后根据环境和 焊件接缝信息，利用知识库单元和系统仿真单元来选择合 适的焊接工艺参数和控制方法，以及进行必要的机器人焊 接运动路径、焊枪规划与焊接过程仿真。 • 确定焊接任务可实施以后，通过焊缝导引单元，运用安装 在机械手总成末端的视觉传感器在局部范围内搜索机器人 初始焊接位置。确定初始焊接位置后，自主引导机器人焊 枪到达初始焊接位置。 • 焊接开始以后，采用视觉传感器观察熔池的变化，提取熔 池，判断熔池变化状态，采取适当的控制策略，实现对焊 接熔池动态变化的智能控制。同时，利用焊缝跟踪单元直 接通过机器人运动前方的视觉传感器实时识别焊缝间隙特 征，进行机器人运动导引，实现焊缝跟踪。
焊接机器人是应用最广泛的工业机器人，全世界现役的工 业机器人约有一半的工业机器人用于焊接领域，其主要集 中在汽车、摩托车、工程机械等行业，特别是汽车行业是 焊接机器人的最大用户。
焊接机器人突破传统的焊接刚性自动化，开始了一种柔性 自动化的新方式，被认为是具有焊接自动化革命性的进步。
4.8.2 弧焊机器人概述 （1) 弧焊机器人特点
4.8.4. 智能型弧焊机器人的组成
(1)智能型弧焊机器人系统主要的硬件构成 硬件构成图4-53 “系统仿真单元”有两个功能：一个事 机器人运动控制仿真，负责机器人运动模型的创建、焊接过 程仿真、焊接路径规划等；另一个是焊接动态过程仿真，负 责焊接参数与焊缝成形的动态过程仿真。 “知识库单元”是焊接机器人专家系统，负责焊接工艺的 制定和选择、焊接顺序的规划等。 “焊缝导引单元”的功能是利用焊缝识别摄像机CCD1拍 摄焊件的图像，通过计算机图像处理和立体匹配，提取焊缝 的初始点在三维空间内的坐标，上传到中央控制计算机，由 中央控制计算机和机器人控制器来控制焊枪到达初始焊位， 准备焊接。
c 弧焊机器人CAN总线控制网络
1）CAN总线特点 CAN总线协议是一种新型的串行总线协议，现在已经 被越来越多地应用在弧焊机器人的控制中。CAN总线是一 种多主站总线，通信介质可以是多绞线、同轴电缆或光导 纤维。CAN网络与一般网络的区别在于，它是一种专门用 于工业自动化的网络，其物理特性及网络协议特性更强调 工业自动化的低层检测及控制。 CAN协议的一个最大特点是可以对通信数据块进行编 码，使不同的结点同时接受到相同的数据，这一点在分布 式控制系统中是非常有用的。CAN协议采用CRC检验并提供 了相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。
焊接机器人在生产中的应用越来越广泛，机器人焊接已成为
焊接自动化的发展趋势。
采用机器人焊接，具有如下优点：
易于实现焊接产品质量的稳定和提高，保证其均一性；
提高生产率，一天可24小时连续生产，机器人不会疲倦；
改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作； 降低对工人操作技术难度的要求； 缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资； 可实现小批量产品焊接自动化； 可作为数字化制造的一个环节。
主要机器人厂家 日本：Motoman、OTC、Panasonic、FANUC等 美国：Adept等 欧洲：奥地利IGM、德国CLOOS、KUKA、瑞典ABB 韩国：HYUNDAI 沈阳新松
FANUC
华宇I型弧焊机器人
弧焊机器人
点焊机器人
伐根机器人
摘果机器人
擦玻璃机器人
无人潜水器
排爆机器人
4.8 弧焊机器人
4.8.1. 焊接ห้องสมุดไป่ตู้器人概述
机器人的定义： 美国机器人学会（The Robot Institute of America ， 1979) : 一个可再编程的多功能操作器，用来移动材料、 零部件、工具等；或一个通过编程用于完成各种任务的专 用设备。
国际标准化组织（ISO），1987： 工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能， 能完成各种作业的可编程操作机。
图4-51 示教再现型弧焊机器人的构成
(2) 示教再现型弧焊机器人的工作过程
• 示教再现型弧焊机器人的显著特征是焊接前先示教，图452是示教原理图。 • 虚线框内位控制器中的控制计算机，它的任务是规划和管 理。示教前，把图中的转换开关A拨到“示教”位置，示 教盒上的各种按钮可单独控制机器人各运动轴的动作，并 能设定所需要的焊接参数。例如，当按动“臂架上摆”或 “臂架下摆”按钮并给出相应摆角位置时，其指示信号经 转换处理器4、5转换为臂架伺服驱动坐标信号，与码盘11 信号比较后，经转换处理器8、伺服放大器9成为伺服电动 机10的驱动信号。当按动编程按钮B时，内存6将记忆其位 置信息。如此依次进行，即可完成全部示教。
图4-48 弧焊机器人用两轴数控焊接变位机的硬件结构图
② 弧焊机器人的焊接系统
a、焊接电源 我国常用晶闸管式弧焊整流器或晶体管式电源。 b、弧焊机器人焊缝跟踪传感器 焊接条件的变化要求弧焊机器人能实时检测出焊缝的偏 差，并调整焊接路径和焊接参数，保证焊接质量的可靠性。 弧焊机器人焊缝跟踪系统的结构一般包括传感器、PC处 理器、机器人专用控制器、机器人本体及焊接设备等。 传感器采集到信号传送到PC，经过一系列的数据处理过 程和图像显示后，PC与机器人专用控制器进行数据通信，然 后将控制信号传送机器人本体，控制焊接过程的正确运行， 系统框图如图4-49所示。
外科手术机器人
双足仿人机器人
球机器人
早期的焊接自动化程度低，基本是手工操作，产品质量不稳
定，甚至出现某个产品只能由某个人或某几个人完成的情况