《焊接自动化技术及应用》课件3第三章机械装置
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用一、引言焊接是一种常见的金属连接工艺，广泛应用于各个行业。
随着科技的发展，焊接自动化技术逐渐成为焊接领域的重要发展方向。
本文将详细介绍焊接自动化技术的定义、发展历程以及在不同领域的应用。
二、焊接自动化技术的定义焊接自动化技术是指利用计算机、机器人、传感器等先进技术，实现焊接过程的自动化控制和操作。
通过自动化技术，可以提高焊接的效率、质量和安全性，减少人力成本和工作风险。
三、焊接自动化技术的发展历程1. 传统焊接技术传统焊接技术主要依靠人工操作，包括手工电弧焊、气体保护焊等。
虽然这些技术已经得到广泛应用，但存在工作强度大、效率低下、质量不稳定等问题。
2. 自动焊接技术自动焊接技术是传统焊接技术的升级版，利用机械设备实现焊接过程的自动化。
例如，自动焊接机、焊接机器人等可以代替人工进行焊接操作，提高焊接效率和质量。
3. 智能焊接技术智能焊接技术是焊接自动化技术的进一步发展，利用计算机、传感器等智能设备实现焊接过程的智能化控制和监测。
智能焊接技术可以根据焊接材料、焊接位置等参数进行自动调节，提高焊接的稳定性和一致性。
四、焊接自动化技术在不同领域的应用1. 制造业焊接自动化技术在制造业中得到广泛应用。
例如，汽车制造业中的车身焊接、航空航天制造业中的航空零部件焊接等都可以通过焊接自动化技术实现。
自动焊接机器人可以提高生产效率，减少人力成本，同时保证焊接质量的稳定性。
2. 建筑业焊接自动化技术在建筑业中也有重要应用。
例如，钢结构建筑中的焊接工艺可以通过焊接机器人实现自动化，提高施工效率和质量。
此外，焊接自动化技术还可以用于管道焊接、焊接接头检测等工作。
3. 船舶制造业船舶制造业是焊接自动化技术的重要应用领域之一。
船舶的焊接工艺复杂且重要，传统的人工焊接难以满足要求。
利用焊接机器人和智能控制系统，可以实现船舶焊接过程的自动化和智能化，提高生产效率和质量。
4. 石油化工行业石油化工行业对焊接质量要求高，同时焊接工艺复杂。
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用一、引言焊接自动化技术是指利用计算机控制和机器设备实现焊接过程的自动化。
随着制造业的发展和技术的进步，焊接自动化技术在工业生产中的应用越来越广泛。
本文将详细介绍焊接自动化技术的定义、分类、应用领域以及优势。
二、焊接自动化技术的定义焊接自动化技术是指利用计算机控制和机器设备实现焊接过程的自动化。
通过自动化设备和控制系统，可以实现焊接过程的自动操作，提高生产效率和质量。
三、焊接自动化技术的分类1. 机器人焊接：机器人焊接是利用工业机器人完成焊接任务，通过编程控制机器人的动作和参数，实现焊接过程的自动化。
机器人焊接具有高度的灵活性和精确度，适用于各种复杂形状的焊接工件。
2. 自动化焊接设备：自动化焊接设备是指利用专用设备完成焊接任务，如自动焊接机、自动化焊接工作站等。
这些设备具有高效、稳定的焊接性能，适用于批量生产和重复性工作。
3. 自动化焊接工艺：自动化焊接工艺是指利用专业的焊接工艺参数和控制系统，实现焊接过程的自动化。
通过对焊接电流、电压、速度等参数的控制和调整，可以实现焊接过程的精确控制和优化。
四、焊接自动化技术的应用领域焊接自动化技术广泛应用于各个领域，如汽车制造、航空航天、电子电器、建筑结构等。
以下是几个典型的应用领域：1. 汽车制造：汽车制造是焊接自动化技术应用最广泛的领域之一。
利用焊接机器人和自动化焊接设备，可以实现汽车车身的焊接和装配，提高生产效率和质量。
2. 航空航天：航空航天领域对焊接的要求非常高，需要焊接材料具有高强度和耐腐蚀性。
利用焊接自动化技术，可以实现航空航天器件的高质量焊接，确保飞行安全。
3. 电子电器：电子电器制造中常常需要焊接电子元器件和电路板。
利用焊接自动化技术，可以实现电子元器件的精确焊接和高效生产。
4. 建筑结构：建筑结构中常常需要焊接钢结构和金属构件。
利用焊接自动化技术，可以实现大型钢结构的高效焊接和装配，提高施工效率。
五、焊接自动化技术的优势焊接自动化技术具有以下优势：1. 提高生产效率：焊接自动化技术可以实现焊接过程的自动化和连续化，大大提高生产效率。
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用一、引言焊接是一种常见的金属连接工艺，广泛应用于制造业中。
随着科技的发展，焊接自动化技术的应用越来越普遍。
本文将详细介绍焊接自动化技术及其应用，包括自动焊接设备的分类、工作原理、优势和应用领域。
二、自动焊接设备的分类1. 焊接机器人焊接机器人是一种能够代替人工进行焊接操作的自动化设备。
它具有高度灵活性和精确性，能够完成各种复杂的焊接任务。
焊接机器人通常由机械臂、控制系统和焊接工具组成。
2. 自动焊接机自动焊接机是一种通过预先设定的程序自动完成焊接过程的设备。
它可以根据焊接工艺要求进行参数调整，实现高质量的焊接效果。
自动焊接机通常由焊接电源、焊接头、控制系统和输送系统组成。
3. 焊接自动化系统焊接自动化系统是一种集成了多种焊接设备和控制系统的综合性设备。
它能够实现焊接过程的全自动化，并能够进行监控和数据记录。
焊接自动化系统通常由焊接设备、传感器、控制系统和数据处理系统组成。
三、自动焊接技术的工作原理自动焊接技术基于先进的控制系统和传感器，能够实现焊接过程的自动化和精确控制。
其工作原理如下：1. 传感器检测自动焊接设备通过传感器对焊接工件进行检测，获取焊接过程中的关键参数，如温度、压力和位移等。
传感器可以实时监测焊接过程中的变化，并将数据传输给控制系统。
2. 控制系统调整控制系统根据传感器获取的数据，通过预设的程序进行参数调整。
它可以根据焊接工艺要求自动调整焊接电流、焊接速度和焊接角度等参数，以实现高质量的焊接效果。
3. 自动焊接操作根据控制系统的指令，焊接设备自动进行焊接操作。
焊接机器人通过机械臂的运动和焊接工具的控制，完成焊接过程中的各个步骤。
自动焊接机通过预设的程序进行焊接操作，实现焊接过程的全自动化。
四、焊接自动化技术的优势焊接自动化技术具有以下优势：1. 提高生产效率焊接自动化技术能够实现焊接过程的全自动化，减少了人工操作的时间和劳动力成本。
同时，自动焊接设备具有高速度和高精度的特点，能够提高焊接的生产效率。
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用一、引言焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于制造业的各个领域。
随着科技的发展和工业自动化的推进，焊接自动化技术在生产中的应用越来越重要。
本文将介绍焊接自动化技术的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
二、焊接自动化技术的基本原理焊接自动化技术是利用计算机、机器人和传感器等先进设备，实现焊接过程的自动化控制。
其基本原理包括以下几个方面：1. 自动化控制系统：焊接自动化技术需要借助先进的自动化控制系统，通过编程和传感器的反馈，实现焊接过程的自动控制和监测。
2. 机器人技术：机器人是焊接自动化的核心设备，其通过程序控制，实现焊接电弧的稳定传递和工件的精确定位。
3. 传感器技术：传感器用于监测焊接过程中的温度、电流、电压等参数，通过反馈给控制系统，实现对焊接过程的实时监控和调整。
4. 焊接工艺参数优化：焊接自动化技术需要对焊接工艺参数进行优化，以提高焊接质量和效率。
通过实验和模拟分析，确定最佳的焊接参数。
三、焊接自动化技术的应用领域焊接自动化技术在各个行业都有广泛的应用，以下是几个典型的应用领域：1. 汽车制造业：汽车制造过程中需要大量的焊接工作，利用焊接自动化技术可以提高焊接质量和生产效率。
例如，汽车车身焊接线采用机器人焊接系统，实现对车身焊接的自动化控制。
2. 航空航天工业：航空航天工业对焊接质量和可靠性要求较高，利用焊接自动化技术可以实现对复杂结构件的高精度焊接。
例如，飞机发动机部件的焊接采用机器人焊接系统，确保焊接质量和工艺稳定性。
3. 石油化工行业：石油化工设备需要承受高温和高压等恶劣工况，焊接质量对设备的安全性和可靠性至关重要。
利用焊接自动化技术可以提高焊接质量和工艺控制的稳定性。
4. 钢结构制造业：钢结构制造需要大量的焊接工作，利用焊接自动化技术可以提高工作效率和焊接质量。
例如，大型钢结构的焊接采用机器人焊接系统，实现对焊缝的自动化控制。
四、焊接自动化技术的未来发展趋势焊接自动化技术在未来的发展中将呈现以下趋势：1. 智能化：随着人工智能技术的发展，焊接自动化系统将更加智能化，能够自动学习和优化焊接工艺参数，提高焊接质量和效率。
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用1、焊接程自动化主要是指焊接生产过程的自动化；主要任务是：在采用先进的焊接、检验和装配工艺过程的基础上，建立不需要人直接参与的焊接过程的焊接加工方法和工艺方案，以及焊接机械装备和焊接系统的结构与配置。
核心：实现没有人直接参与的自动焊接过程。
2、焊接自动化有两方面的涵义：1）、焊接工序自动化；2）焊接生产的自动化。
3、焊接生产自动化是指焊接产品生产过程，包括从备料、切割、装配、焊接、检验等工序组成的焊接生产全过程的自动化。
4、焊接自焊动化系统包括：机械装置、执行装置、能源、传感器、控制器、自动焊机5、焊接自动化的关键技术包括：机械技术、传感技术、伺服传动技术、自动控制技术、系统技术。
6、控制系统分为：开环控制、闭环控制两种7、控制器的作用：完成对偏差的控制8、反馈控制原理有两个主要特点：反馈存在、跟具偏差进行控制9、反馈系统有由给定环节、比较环节、控制环节、反馈环节、被控对象组成10、反馈控制系统的标准化框图P12 （重点必看）11、什么是PID，PID控制中的比例、积分、微分控制的作用是什么？答：PID控制蕴藏了自动控制系统动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息比例（P）控制代表当前的信息，起纠正偏差作用，使过程的动态响应迅速，是对偏差e的即时反应；积分（I）控制对过去信息的积累，能消除系统静态偏差，改善系统的静态特性；微分（D）控制是按偏差变化的趋势进行控制，有超前控制的作用，在动态调节过程时强迫系统进行动态调节，在动态调节过程结束减小超调，克服震荡，提高系统稳定性。
比例积分（PI）控制器阶跃响应特点：比例积分控制器的输出有比例和积分两部分组成。
当突加输入信号时，由于电容C1两端电压不能突变，C1相当于短路，此时整个控制器相当于比例控制器，其输出先跳变到Kpu1，实现快速控制。
随着C1被充电，控制器有相当于积分器，输出按积分作用随时间线性增长。
同样，当控制器深饱和后，必须等输入信号改变极性，才能使控制器退饱和。
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用1.焊接程自动化主要是指焊接生产过程的自动化；主要任务是: 在采用先进的焊接、检验和装配工艺过程的基础上, 建立不需要人直接参与的焊接过程的焊接加工方法和工艺方案, 以及焊接机械装备和焊接系统的结构与配置。
核心: 实现没有人直接参与的自动焊接过程。
2.焊接自动化有两方面的涵义: 1）、焊接工序自动化；2）焊接生产的自动化。
3、焊接生产自动化是指焊接产品生产过程, 包括从备料、切割、装配、焊接、检验等工序组成的焊接生产全过程的自动化。
4.焊接自焊动化系统包括: 机械装置、执行装置、能源、传感器、控制器、自动焊机5、焊接自动化的关键技术包括: 机械技术、传感技术、伺服传动技术、自动控制技术、系统技术。
6.控制系统分为: 开环控制、闭环控制两种7、控制器的作用: 完成对偏差的控制8、反馈控制原理有两个主要特点: 反馈存在、跟具偏差进行控制9、反馈系统有由给定环节、比较环节、控制环节、反馈环节、被控对象组成10、反馈控制系统的标准化框图P12 （重点必看）11.什么是PID, PID控制中的比例、积分、微分控制的作用是什么？答: PID控制蕴藏了自动控制系统动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息比例（P）控制代表当前的信息, 起纠正偏差作用, 使过程的动态响应迅速, 是对偏差e的即时反应；积分（I）控制对过去信息的积累, 能消除系统静态偏差, 改善系统的静态特性；微分（D）控制是按偏差变化的趋势进行控制, 有超前控制的作用, 在动态调节过程时强迫系统进行动态调节, 在动态调节过程结束减小超调, 克服震荡, 提高系统稳定性。
比例积分（PI）控制器阶跃响应特点：比例积分控制器的输出有比例和积分两部分组成。
当突加输入信号时, 由于电容C1两端电压不能突变, C1相当于短路, 此时整个控制器相当于比例控制器, 其输出先跳变到Kpu1, 实现快速控制。
随着C1被充电, 控制器有相当于积分器, 输出按积分作用随时间线性增长。
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用一、引言焊接是一种常见的金属加工技术，广泛应用于制造业领域。
随着科技的发展和工业自动化的进步，焊接自动化技术逐渐成为焊接领域的热点研究方向。
本文将介绍焊接自动化技术的基本原理和应用领域，并分析其在提高生产效率、质量控制和安全性方面的优势。
二、焊接自动化技术的基本原理焊接自动化技术是指利用计算机、机器人和传感器等先进设备，对焊接过程进行自动化控制和监测的技术。
其基本原理包括以下几个方面：1. 自动化控制：通过编程控制，实现焊接设备的自动化操作。
可以根据预设的焊接参数，自动调节焊接电流、电压和速度等参数，以确保焊接质量的稳定性和一致性。
2. 机器人技术：利用机器人进行焊接操作，可以实现高精度、高稳定性的焊接过程。
机器人具有灵活性和可编程性，可以适应不同焊接任务的需求。
3. 传感器技术：通过安装传感器，可以实时监测焊接过程中的温度、电流、电压等参数，并将数据反馈给控制系统，实现对焊接过程的实时监控和调节。
三、焊接自动化技术的应用领域焊接自动化技术在各个行业中都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：1. 汽车制造业：汽车制造过程中需要大量的焊接工作，包括车身焊接、发动机焊接等。
利用焊接自动化技术，可以提高焊接质量和效率，减少人工操作的风险。
2. 航空航天工业：航空航天工业对焊接质量和安全性要求非常高。
焊接自动化技术可以提供高精度、高稳定性的焊接过程，确保航空器的结构强度和安全性。
3. 钢结构建筑：钢结构建筑中需要大量的焊接工作，包括焊接钢框架、焊接钢板等。
利用焊接自动化技术，可以提高焊接质量和效率，减少人工操作的风险。
4. 电子制造业：电子产品的制造过程中需要进行微小焊接，如电路板焊接、芯片焊接等。
利用焊接自动化技术，可以提高焊接精度和效率，确保产品的质量和可靠性。
四、焊接自动化技术的优势焊接自动化技术具有以下几个优势：1. 提高生产效率：焊接自动化技术可以实现连续、高速的焊接过程，大大提高了生产效率。
焊接自动化技术及应用
焊接自动化技术及应用一、引言焊接自动化技术是现代制造业中的重要组成部分，它在提高生产效率、保证焊接质量、降低劳动强度等方面发挥着重要作用。
本文将介绍焊接自动化技术的定义、分类、应用领域以及其在实际生产中的优势和挑战。
二、焊接自动化技术的定义焊接自动化技术是指通过机器、设备和自动化控制系统实现焊接过程的自动化。
它包括焊接机器人、焊接自动化设备、焊接自动化系统等。
焊接自动化技术的核心是利用计算机控制系统对焊接过程进行精确控制，实现焊接操作的自动化和智能化。
三、焊接自动化技术的分类根据焊接过程的特点和需求，焊接自动化技术可以分为以下几类：1. 焊接机器人技术：焊接机器人是一种能够模拟和执行人类焊接动作的机器人，它具有高精度、高速度、高稳定性等特点，可以完成复杂的焊接任务。
2. 自动化焊接设备技术：自动化焊接设备是指能够实现焊接过程的自动化的设备，如自动焊接机、自动焊接工作台等。
3. 焊接自动化系统技术：焊接自动化系统是将焊接机器人、自动化焊接设备和计算机控制系统等组合起来，形成一个完整的焊接自动化系统，实现焊接过程的全自动化。
四、焊接自动化技术的应用领域焊接自动化技术广泛应用于各个制造行业，包括汽车制造、航空航天、船舶制造、石油化工、电子电器等。
以下是焊接自动化技术在几个典型行业中的应用案例：1. 汽车制造：汽车制造是焊接自动化技术的重要应用领域之一。
利用焊接机器人和自动化焊接设备，可以实现汽车车身焊接、底盘焊接等工艺的自动化，提高生产效率和焊接质量。
2. 航空航天：航空航天领域对焊接质量和可靠性要求极高，焊接自动化技术在航空航天制造中发挥着重要作用。
通过焊接机器人和自动化焊接设备，可以实现航空航天零部件的高精度、高质量焊接，提高生产效率和产品质量。
3. 石油化工：石油化工设备对焊接质量和安全性要求较高，利用焊接自动化技术可以提高焊接质量和工作环境的安全性。
例如，在石油化工装置的管道焊接中，利用焊接机器人可以实现高效、稳定的焊接操作，减少人工干预，降低安全风险。
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三、焊接机器人系统特征
1.工业机器人的一般结构
工业机器人通常由三大部分和六个子系统组成：
➢ 三大部分是:机械本体、传感器部分和控制部分;
➢ 六个子系统是:驱动系统、机械结构系统、感知系统、机器 人"环境交五系统、人机交互系统以及控制系统。
➢ 机械本体部分根据机构类型的不同可分为直角坐标型、圆柱 坐标型、极坐标型、垂直关节型、水平关节型等多种形式。 出于对焊接作业灵活性、高效性等要求的考虑，焊接机器人 多为关节型机器人，在关节处安装作为执行器的直流(伺服) 电动机，驱动机器人各关节的转动。
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⑨
⑥
OP
③ ⑤
⑩
（11）
⑧
②
④
气管 ①
⑦
(12) ③
①机器人本体 ②机器人控制柜 ③机器人示教器 ④全数字焊接电源和接口电路 ⑤焊枪 ⑥ 送丝机构 ⑦电缆单元 ⑧焊丝盘架（焊接量较大时多选用桶装焊丝“OP”）⑨气体流量计 ⑩ 变压器(380V/110V) (11)焊枪防碰撞传感器 (12)控制电缆
➢ 弧焊机器人因弧焊的连续作业要求，需实现连续轨迹控制，也可 利用插补功能根据示教点生成连续焊接轨迹。
➢ 搅拌摩擦焊机器人因其焊接过程中产生的振动、对焊缝施加的压 力、搅拌主轴尺寸、垂向和侧向的轨迹偏转等原因对机器人提供 的正压力、扭矩，以及机器人的力觉传感能力、轨迹控制能力等 都提出了较高的要求。
6 最大工作加速度 指机器人关节运动的最大加速度
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负载能力
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定位精度
9 重负定位精度
也成有效负荷，指机器人在工作时臂端可搬运的物体质量或所能承 受的里的最大值
描述了机器人达到指令位置的能力，指在某一指令下机器人末端执 行器实际到达的位置与目标位置之间的偏差
指在同一环境、同一条件、同一目标动作或同一条指令下，机器人 连续运动若干次重复定位到同一目标的能力。根据ISO 9283的规定重 复定位精度用多次返回试教点的空间位置标准差来表征
第三章
3.1 概述 3.2 焊接机器人 3.3 变位机 3.4 焊接夹持装置
机械装置
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3.1 概述
一、概念及作用
1.机械装置概念
机械装置——是用来实现工件某种运动的机构，完成工 件装夹、焊接加工自动化运行轨迹实施和变换的焊接设备。 2.机械装置的主要作用 1）采用焊接工装夹具，零件由定位器定位，不用划线，不用测 量就能得到准确的装配位置，保证装配精度，加快装配作业 进程，减轻工人的体力劳动，提高生产效率； 2）能控制或消除焊接变形； 3）提高焊件的互换性能，缩短焊件的生产周期； 4）缩短装配和施焊过程中焊件翻转变位的时间，减少辅助工时， 提高了焊剂利用率和焊接生产率；
10 运动控制模式 分为点位型和连续轨迹型
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动力类型 电动机驱动和液压驱动
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传动形式 轴直接与电动机相连，或通过齿轮传动
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柔度
指当机器人在力或力矩的作用下，机器人某一轴产生形变造成的角
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度或位置的变化
第二节
2.焊接机器人系统及结构组成
图3-3 焊接机器人系统组成 1-电气控制系统；2-机器人控制柜；3-试教器； 4-气体流量计；5-焊接电源；6-送丝机构； 7-机器人本体； 8-机器人底座； 9-焊枪防碰撞器；10-焊枪； 11-变位机；12-工装夹具； 13-清枪剪丝器；14-机器人电缆
➢ 以Motoman MH6机器人为例，其机器人本体的正常运行需要 保证o -45't:范围内的工作温度及不高于90的环境相对湿度， 并提供(240/480/575) V、 (50/60) Hz的稳定三相交流电；再以 KUKAKR150机器人为例，其必须在10 - 55't:的工作温度范围内 运行，防尘防水等级规定为IP65。
3.2 焊接机器人
一、焊接机器人简介 2.优点
（1）稳定和提高焊接质量； （2）提高劳动生产率； （3）改善工人劳动强度，可在有害环境下工作； （4）降低了对工人操作技术的要求； （5）缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。
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2.工业机器人和焊接机器人的发展
中型机器人
小型机器人
超小型机器人
负载能力P P≥l07N
106N≤P＜l07N 104N≤P＜l06N 1N≤P＜l04N
P＜lN
作业空间V V≥ V≥
≤V＜1 ≤V＜ V＜
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二、机器人的分类
3.按所采用的焊接工艺方法分类
➢ 点焊机器人具有有效载荷大、工作空间大的特点，配备有专用的 点焊枪，并能实现灵活准确的运动，以适应点焊作业的要求，其 最典型的应用是用于汽车车身的自动装配生产线。
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3.2 焊接机器人
一、焊接机器人简介 1.定义 ➢ 具有三个或三个以上可自由编
程的轴，并能将焊接工具按要 求送到预定空间位置，按要求 轨迹及速度移动焊接工具的机 器。 ➢ 焊接机器人是从事焊接的工业 机器人，包括弧焊机器人、激 光焊接机器人、点焊机器人等。
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➢ 工业机器人通常采用的传感器主要包括非接触式的视觉传感 器与接触式的触觉传感器和力传感器。此外，用于焊接过程 传感的电弧传感器、声信号传感器、光谱传感器等也受到焊 接机器人研发人员的关注。
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第二节
工业机器人的重要技术指标及其表征内容见表3-2所示。
表3-2工业机器人重要技术指标及其表征内容
➢ 第三类除了具有一定的感知能力外，还具有一定的决策和规划能 力，例如能够利用计算机处理传感结果并对焊接任务进行规划， 或根据焊接过程中的多信息传感进行智能决策等，该类焊接机器 人仍处于研究阶段，尚未见实际应用。
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二、机器人的分类
分类
2.按性能超指大型标机分器人类
大型机器人
➢ 第二类为具有一定智能、能够通过传感手段(触觉、力觉、视觉等) 对环境进行一定程度的感知，并根据感知到的信息对机器人作业 内容进行适当的反馈控制，对焊枪对中情况、运动速度、焊枪姿 态、焊接是否开始或终止等进行修正，属于工业机器人在其自动 化技术发展过程中的第二代，采用接触式传感、结构光视觉等方 法实现焊缝自动寻位与自动跟踪的焊接机器人就属于这一类;
➢ 焊接机器人对应用环境的适应性，还体现在通过传感系统的 反馈对焊接轨迹、焊枪姿态、焊接参数进行实时调整方面。。
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机器人焊接系统
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第二节
运动执行机构 轴1 轴2 轴3 轴4 轴5 轴6
控制系统
路径指令
机器人运动路径 记忆单元
传感器 信息
坐标变换结果
中央处理控制单元 伺服控制单元
末端执行器根据控制目标进行运 动
焊接机器人控制系统的工作原理
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第二节
我们通常所说的焊接机器人，主要由机器人本体、控 制柜、示教器、机器人底座及相关线缆组成。
➢ 激光焊机器人除了较高的精度要求外，还常通过与线性轴、旋转 台或其他机器人协作的方式，以实现复杂曲线焊缝或大型焊件的 灵活焊接。
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二、机器人的分类
4.按产业模式分类
（1）日本模式以产业链的分工发展、掌握核心技术为特点，由 机器人制造商以开发新型机器人和批量生产为主要目标，并由 其子公司或其他工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成 套系统。
FA轴：肩（前伸） UA轴：躯体（上举）
RT轴：腰（回转）
机器人：6个自由度
人：7个自由度
机器人与人的比较
➢自1959年世界上第一台工业机器人Unimate发明以来，工业机器人 经历了五十余载的发展:两轴→六轴 ➢驱动方式：液压驱动→电机驱动； ➢控制方法：磁鼓记录控制指令的方式→计算机控制→独立控制系统 对机器人进行控制的方式；同时也发展出关节型、直角坐标型、圆柱 坐标型、极坐标型、球面坐标型等多种机器人结构。 ➢工业机器人的应用领域：从最初的汽车行业→汽车、电子、化工、 医疗等在内的多个行业 ➢胜任的作业类型，也从简单的上料/卸料→焊接、喷涂、组装、检 测等各个工种，其新增功能和应用领域还在不断地增加。 ➢焊接机器人是工业机器人的重要分支，自1969年第一批点焊机器人 在通用汽车位于美国Lordstown的组装工厂安装运行以来，已发展出 分别用于电阻点焊、电弧焊、激光焊、电子柬焊、搅拌摩擦焊等多种 焊接方法的不同型号焊接机器人，其控制形式也由最初的单一机器人 的控制发展到多机器人多轴同步控制，以适应焊接生产的需求。
图3-4焊接机器人结构组成 1-机器人本体；2-控制柜；3-机器人底座；4-示教器
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第二节
（1）机器人本体：又称操作机，是机器人系统的执行机构， 它由驱动电动机(伺服电机)、高精度减速机( RV或谐波减速 机)、传动机构(同步带、锥齿轮等)、机器人臂、关节以及内 部传感器(编码盘)等组成。它的任务是精确地保证末端操作 器所要求的位置、姿态和实现其运动，其运动受控于控制柜。 （2）控制柜：是整个机器人系统的神经中枢，它由计算机硬 件、软件和一些专用电路 (伺服驱动等)构成，其软件包括控 制器系统软件、机器人专用语言、机器人运动学及动力学软 件、机器人控制软件、机器人自诊断及自保护软件等。控制 柜负责处理机器人工作过程中的全部信息和控制其全部动作。 （3）示教盒器：是控制系统与操作者的人机界面，具备机器 人操作、轨迹示教、编程、控制、显示等功能。 （4）底座：是机器人本体固定安装、承重的载体。