焊接机器人系统教材PPT课件
合集下载
机械原理：焊接机器人ppt课件
协同焊接的加减速控制
协同焊接的加减速控制
协同焊接的加减速控制
若加、减过程中都能够达到最大加速度amax=Amax,则：
若加、减过程中不能够达到最大加速度amax<Amax，则：
协同焊接的加减速控制
根据以上假设，可以得到加加速度(跃度)，加速度a、 速度v、位移s等计算公式通用形式如下：
协同焊接的加减速控制
如此不能达到最大加速度，仅为 amax=（Ve-Vo）/tm，则Jd=Amax/tm= （Vo-Ve）/tm2。将其代入式2可以 获得减速区长度sd：
Adams运动仿真
在Adams中建立简化后的仿真模型
机器人的加速时间比较短，各关节的转动角速度比较快。 设机器人自下而上6个关节的转动角速度分别为150，160，170， 340，340，520 °/s，各关节的加速时间为0.8 s。
设置机器人6个关节的速度函数为： 其中：step是阶跃函数；150 d代表机器 人仿真时关节的转动角速度，函数类型为 velocity。
球坐标型
由一个直线移动和两个旋转实现位 置的改变。此结构的优点是结构较 紧凑，重量轻，占地面积小，位置 精度可以接受，但存在平衡、避障 能力弱，臂展越长，位置误差越大 等问题。
关节坐标型
由立柱、前臂和后臂组成。这种类 型机器人的特点是结构紧凑，运动 范围大，灵活性好，避障能力强、 位姿确定快，但控制较为复杂，精 度较低、平衡等问题
直线焊缝离散化
协同焊接的加减速控制
在数控设备中，为了保证机器人在启动或停止时不产生冲击、超 调或振颤，必须要对其进行加减速控制。
本论文研究的离线编程下弧焊机器人加减速控制算法是目前数控 系统中使用较多的S 曲线加减速算法。
协同焊接的加减速控制
2024年度焊接机器人操作编程及应用教学ppt课件
25
06 总结回顾与课程 结束语
2024/3/24
26
关键知识点总结回顾
焊接机器人的基本原理和 构成
2024/3/24
焊接机器人轨迹规划与控 制方法
焊接机器人操作编程的基 础知识
焊接机器人应用实例分析
27
课程学习成果评价
2024/3/24
01 学生能够掌握焊接机器人的基本原理和构 成；
02 学生能够熟练掌握焊接机器人操作编程的 基础知识；
2024/3/24
智能化程度不断提升
随着人工智能技术的不断发展，焊接机器人的智能化程度将不断提高，实现更加自主、精 准的操作。
多机器人协同应用普及
随着协同控制技术的成熟，多机器人协同作业将在焊接领域得到广泛应用，进一步提高生 产效率和质量。
柔性化生产成为趋势
焊接机器人将更加注重柔性化生产，适应不同规格、材质的焊接需求，提高生产线的灵活 性和适应性。
定义
焊接机器人是一种自动化、智能化的焊接设备，能够代替人工完成各种复杂、 危险、重复的焊接任务。
发展历程
从早期的示教再现型机器人，到具有感知和决策能力的智能机器人，焊接机器 人的发展历程经历了多个阶段，不断向着更高水平的自动化和智能化发展。
2024/3/24
4
焊接机器人组成及工作原理
组成
焊接机器人主要由机器人本体、控制系统、焊接系统、传感系统等组成。
2024/3/24
工作原理
通过控制系统对机器人本体进行运动控制，实现焊枪的精确定位和姿态调整；同 时，焊接系统提供焊接所需的电源、焊丝等，完成焊接过程；传感系统则实时监 测焊接过程中的各种参数，为控制系统提供反馈信号，实现闭环控制。
5
焊接机器人应用领域
06 总结回顾与课程 结束语
2024/3/24
26
关键知识点总结回顾
焊接机器人的基本原理和 构成
2024/3/24
焊接机器人轨迹规划与控 制方法
焊接机器人操作编程的基 础知识
焊接机器人应用实例分析
27
课程学习成果评价
2024/3/24
01 学生能够掌握焊接机器人的基本原理和构 成；
02 学生能够熟练掌握焊接机器人操作编程的 基础知识；
2024/3/24
智能化程度不断提升
随着人工智能技术的不断发展，焊接机器人的智能化程度将不断提高，实现更加自主、精 准的操作。
多机器人协同应用普及
随着协同控制技术的成熟，多机器人协同作业将在焊接领域得到广泛应用，进一步提高生 产效率和质量。
柔性化生产成为趋势
焊接机器人将更加注重柔性化生产，适应不同规格、材质的焊接需求，提高生产线的灵活 性和适应性。
定义
焊接机器人是一种自动化、智能化的焊接设备，能够代替人工完成各种复杂、 危险、重复的焊接任务。
发展历程
从早期的示教再现型机器人，到具有感知和决策能力的智能机器人，焊接机器 人的发展历程经历了多个阶段，不断向着更高水平的自动化和智能化发展。
2024/3/24
4
焊接机器人组成及工作原理
组成
焊接机器人主要由机器人本体、控制系统、焊接系统、传感系统等组成。
2024/3/24
工作原理
通过控制系统对机器人本体进行运动控制，实现焊枪的精确定位和姿态调整；同 时，焊接系统提供焊接所需的电源、焊丝等，完成焊接过程；传感系统则实时监 测焊接过程中的各种参数，为控制系统提供反馈信号，实现闭环控制。
5
焊接机器人应用领域
焊接机器人工作原理PPT课件
焊接机器 人工作站
1. 示教器 2. 机器人控制柜 3. 焊接电源 4. 平衡装置 5. 送丝机 6. 机器人 7. 焊丝盘 8. 外部急停 9. 机器人底座 10. 焊枪
焊接机器 人
制系统方 案
制系统结 构
器整体结 构图
焊接设备
电焊机就是一个特殊的变压器。所不同的是变 压器接负载时电压下降小,电焊机接负载时电压下降 大.这主要是通过调解磁通和串联电感的电感量来实 现的。因为电路是闭合的使得在整个闭合电路中电 流处处相等；但各处的电阻是不一样的，特别是在 不固定接触处的电阻最大，根据电流的热效应定律 可知，电流相等，则电阻越大的部位发热越高，电 焊在焊接时焊条的触头与被接的金属体的接触处的 接触电阻最大，则在这个部位产生的电热自然也就 最多，焊条又是熔点较低的合金，自然的容易熔化 了，熔化后的合金焊条芯沾合在被焊物体上后经过 冷却，就把焊接对象粘合在一块了。
实习报告体和 控制柜（硬件和软 件）两部分组成。
1
焊接机器人
2
焊接设备
而焊接装备，以弧焊及点 焊为例，则由焊接电源，( 包括其控制系统)、送丝机( 弧焊)、焊枪(钳)等部分组 成。
焊接机器 人简介
焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业 机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标 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(Manipulator)，具有三 个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适 应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常 是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。 焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或 焊(割)枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
FANUC焊接机器人培训PPT课件
焊接机器人应用领域
汽车制造
焊接机器人在汽车制造领域应 用广泛，包括车身焊接、零部
件焊接等。
航空航天
航空航天领域对焊接质量和精 度要求极高，焊接机器人能够 满足高精度、高质量的焊接需 求。
轨道交通
轨道交通车辆的制造过程中， 焊接机器人可实现高效、稳定 的焊接作业。
其他领域
如船舶制造、建筑钢结构、电 力设备等领域的焊接作业也可
未来，焊接机器人将与人工智能、大数据等先进技术 相结合，实现更精准的数据分析和优化，提高生产效 率和产品质量。同时，焊接机器人还将注重环保、节 能等方面的技术创新，推动绿色制造的发展。
THANKS 感谢观他自动化 设备无缝集成，方便扩展和升级。
02 焊接机器人系统组成
机器人本体结构
关节型机器人
由基座、腰部、大臂、小臂、腕 部等关节构成，具有高灵活性和
工作空间。
直角坐标机器人
由三个互相垂直的直线运动轴组成 ，适用于简单、重复的焊接任务。
并联机器人
由动平台、静平台和连接两者的至 少两条独立运动支链组成，具有高 刚度、高精度和高速运动的特点。
控制系统组成及功能
控制器
接收并处理传感器信号 ，根据预设程序控制机
器人的运动。
示教器
用于编写和修改机器人 程序，实现人机交互。
I/O接口
连接外部设备，实现信 号传输和数据处理。
电源系统
为机器人提供稳定可靠 的电源供应。
传感器与检测技术
01
02
03
04
位置传感器
检测机器人的关节角度和末端 执行器的位置，实现精确定位
。
速度传感器
检测机器人的关节速度和末端 执行器的线速度，实现精确控
焊接机器人PPT课件
FANUC
11
三、机器人的分类
机器人分类方法很多 ➢按照技术水平划分：
• 第一代：示教再现型，具有记忆能力。目前，绝大部分应用中的工业 机器人均属于这一类。缺点是操作人员的水平影响工作质量。
• 第二代：初步智能机器人，对外界有反馈能力。部分已经应用到生产 中。
• 第三代：智能机器人，具有高度的适应性，有自行学习、推理、决策 等功能，处在研究阶段。
8
二、工业机器人的发展及现状
➢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”。
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。
4
机器人焊接的特点
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。
英语：Robot 德语：Robot 日语：ロボツト 俄语：робот 汉字：机器人
Karel Capek （1890－1938）
焊接机器人编程及应用教学课件ppt
际操作能力。
设备维护保养知识普及
设备日常保养 保持设备清洁，定期清理灰尘和杂物。
检查设备紧固件是否松动，及时紧固。
设备维护保养知识普及
检查设备润滑情况，定期添加或更换润滑油。 设备定期维护
定期检查设备电器元件和线路是否正常，及时处理故障。
设备维护保养知识普及
定期检查设备传动部件磨损情况，及 时更换磨损件。
05 智能化技术在焊 接机器人中应用
传感器技术应用
01
02
03
焊接过程监测
利用传感器实时监测焊接 电流、电压、速度等参数 ，确保焊接质量。
环境感知
通过温度、湿度、气体成 分等传感器，感知焊接环 境，为机器人提供准确的 环境信息。
焊缝跟踪
采用位移、角度等传感器 ，实现焊缝的自动跟踪和 纠偏，提高焊接精度。
市场前景
随着制造业的转型升级和劳动力成本的上升，焊接机器人的 市场需求不断增长，未来市场前景广阔。
02 焊接机器人编程 基础
编程语言与编程环境介绍
编程语言
焊接机器人通常采用专用的编程语言，如VAL、KRL等，这些语言具有直观易 懂的语法和丰富的功能库，方便工程师进行编程。
编程环境
焊接机器人的编程环境通常包括示教器、仿真软件等。示教器用于手动引导机 器人进行轨迹规划和程序编写，仿真软件则用于模拟机器人的运动轨迹和焊接 过程，以验证程序的正确性。
定期对设备进行全面检查和维护保养 ，确保设备处于良好状态。
故障诊断与排除方法分享
设备无法启动
检查电源是否正常、保险丝是否熔断等。
设备运行过程中出现异常响声
检查传动部件是否松动、轴承是否损坏等。
故障诊断与排除方法分享
• 设备焊接质量不稳定：检查焊接参数设置是否合理、焊枪 是否磨损等。
设备维护保养知识普及
设备日常保养 保持设备清洁，定期清理灰尘和杂物。
检查设备紧固件是否松动，及时紧固。
设备维护保养知识普及
检查设备润滑情况，定期添加或更换润滑油。 设备定期维护
定期检查设备电器元件和线路是否正常，及时处理故障。
设备维护保养知识普及
定期检查设备传动部件磨损情况，及 时更换磨损件。
05 智能化技术在焊 接机器人中应用
传感器技术应用
01
02
03
焊接过程监测
利用传感器实时监测焊接 电流、电压、速度等参数 ，确保焊接质量。
环境感知
通过温度、湿度、气体成 分等传感器，感知焊接环 境，为机器人提供准确的 环境信息。
焊缝跟踪
采用位移、角度等传感器 ，实现焊缝的自动跟踪和 纠偏，提高焊接精度。
市场前景
随着制造业的转型升级和劳动力成本的上升，焊接机器人的 市场需求不断增长，未来市场前景广阔。
02 焊接机器人编程 基础
编程语言与编程环境介绍
编程语言
焊接机器人通常采用专用的编程语言，如VAL、KRL等，这些语言具有直观易 懂的语法和丰富的功能库，方便工程师进行编程。
编程环境
焊接机器人的编程环境通常包括示教器、仿真软件等。示教器用于手动引导机 器人进行轨迹规划和程序编写，仿真软件则用于模拟机器人的运动轨迹和焊接 过程，以验证程序的正确性。
定期对设备进行全面检查和维护保养 ，确保设备处于良好状态。
故障诊断与排除方法分享
设备无法启动
检查电源是否正常、保险丝是否熔断等。
设备运行过程中出现异常响声
检查传动部件是否松动、轴承是否损坏等。
故障诊断与排除方法分享
• 设备焊接质量不稳定：检查焊接参数设置是否合理、焊枪 是否磨损等。
焊接机器人教学演示课件
教材（图1-12）外部轴应用事例
6
第一章 机器人概述(6)
⑨
⑥
OP
⑤
③
⑩
（11）
⑧
②
④
气管
⑦
(12) ③
①
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/200V) (11)焊枪防碰撞传感器 (12)控制电缆
教材（图16-8c）裙 边焊接时焊丝指向
55
第十六章 机器人焊接工艺(6)
教材（图16-12）各种变位系统
56
第十六章 机器人焊接工艺(7)
满足各类不同工艺需要的焊枪类型
碳钢
铝和不锈钢
薄板
CO2焊枪 MIG焊枪 TIG填丝焊枪
教材（图16-30）焊接机器人焊枪种类的应用图例
57
几第种插十补七方章式： 机器人编程的几种插补方式
P ro g 0 Y Y Y.p rg 被 选 择
预约输出 XXX 预约输出 YYY
输出选通
大 约 0.2 s 大 约 0.5 s
0.1 s 以 上 大 约 0.2 s
大 约 0.5 s
教材（图10-13）BCD 方式时序图
41
第十一章 焊接电源的设定(1)
教材（图11-6）焊机参数设定
42
第十一章 焊接电源的设定(2)
教材（图5-11）运转状态图示
25
第五章 视窗(2)
教材（图5-12）预约状态图示
26
第六章 文件编辑(1)
教材（图6-1）剪切操作示意图
27
第九章 设定基本参数(1)
焊接机器人操作编程及应用教学ppt完整版x
发展历程
随着计算机技术、传感器技术和机器人技术的不断发展， 焊接机器人经历了从示教再现型到智能型的发展历程， 功能越来越强大，应用领域也越来越广泛。
焊接机器人组成及工作原理
组成
焊接机器人主要由机器人本体、控制系统、焊接系统、传感器系统等组成。
工作原理
焊接机器人通过控制系统对机器人本体进行运动控制，实现焊枪的精确定位和姿态调整；同时， 通过焊接系统实现焊接参数的设定和调整，完成焊接过程；传感器系统则实时监测焊接过程中 的各种参数，确保焊接质量和效率。
焊接机器人的购置和维护成本较高，限制了其在一些领域的应用。 可通过技术创新和规模化生产降低成本。
人才短缺问题
焊接机器人的操作和维护需要专业技术人才，当前人才短缺问题较 为突出。应加强人才培养和引进工作。
THANKS
感谢观看
实时性要求
分析焊接机器人对控制系统实时性的要求，以及如何通过硬件设计和 优化来满足这些要求。
传感器技术应用及信号处理
1 2
传感器类型 介绍在焊接机器人中应用的传感器类型，如位置 传感器、力传感器、视觉传感器等。
信号处理技术 阐述如何对传感器信号进行处理和分析，包括信 号滤波、特征提取、数据融合等方法。
3
传感器与控制系统集成
探讨如何将传感器与控制系统进行集成，实现传 感器数据的实时采集和处理，以及控制指令的准 确执行。
控制策略研究与实现
控制策略概述
概述焊接机器人控制策略的研究 现状和发展趋势，包括经典控制 方法、现代控制方法、智能控制
方法等。
控制算法设计
详细阐述控制算法的设计和实现 过程，包括控制目标定义、控制
焊接机器人应用领域
汽车制造
焊接机器人在汽车制造领域应用广泛， 能够实现车身、车架等部件的自动化
随着计算机技术、传感器技术和机器人技术的不断发展， 焊接机器人经历了从示教再现型到智能型的发展历程， 功能越来越强大，应用领域也越来越广泛。
焊接机器人组成及工作原理
组成
焊接机器人主要由机器人本体、控制系统、焊接系统、传感器系统等组成。
工作原理
焊接机器人通过控制系统对机器人本体进行运动控制，实现焊枪的精确定位和姿态调整；同时， 通过焊接系统实现焊接参数的设定和调整，完成焊接过程；传感器系统则实时监测焊接过程中 的各种参数，确保焊接质量和效率。
焊接机器人的购置和维护成本较高，限制了其在一些领域的应用。 可通过技术创新和规模化生产降低成本。
人才短缺问题
焊接机器人的操作和维护需要专业技术人才，当前人才短缺问题较 为突出。应加强人才培养和引进工作。
THANKS
感谢观看
实时性要求
分析焊接机器人对控制系统实时性的要求，以及如何通过硬件设计和 优化来满足这些要求。
传感器技术应用及信号处理
1 2
传感器类型 介绍在焊接机器人中应用的传感器类型，如位置 传感器、力传感器、视觉传感器等。
信号处理技术 阐述如何对传感器信号进行处理和分析，包括信 号滤波、特征提取、数据融合等方法。
3
传感器与控制系统集成
探讨如何将传感器与控制系统进行集成，实现传 感器数据的实时采集和处理，以及控制指令的准 确执行。
控制策略研究与实现
控制策略概述
概述焊接机器人控制策略的研究 现状和发展趋势，包括经典控制 方法、现代控制方法、智能控制
方法等。
控制算法设计
详细阐述控制算法的设计和实现 过程，包括控制目标定义、控制
焊接机器人应用领域
汽车制造
焊接机器人在汽车制造领域应用广泛， 能够实现车身、车架等部件的自动化
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
焊接机器人系统教材PPT课件 焊接机器人系统教材PPT课件
第一节 焊接机器人概论
一、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。
焊接机器人是从事焊接作业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
二、焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
内容
焊接机器人操作机 机器人焊接系统 外围设备
焊接机器人系统பைடு நூலகம்材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
一、焊接机器人操作机的选择
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
影响送丝稳定性的因素
➢ 送丝机的送丝速度控制精度不高； ➢ 送丝轮的压紧力不适合； ➢ 送丝导管和焊丝的直径不匹配； ➢ 焊丝表面铜镀层脱落； ➢ 导丝管过长或者弯曲角度过大； ➢ 焊枪鹅颈角度不合适；
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
2、点焊装置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
装备组成
➢ 焊钳； ➢ 变压器； ➢ 定时器。
结构形式
➢ 变压器与机器人分离； ➢ 变压器装在机器人的上臂上； ➢ 变压器与焊钳组合成一体式。
焊接机器人系统教材(PPT77页)
（波形控制，表面张力过渡）
➢ 颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源
（晶闸管，FS 100%，射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）
➢ 特殊功能焊接电源
（方波交流电源、带专家系统的协调控制电源和模糊控制电源等）
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
送丝装置
1、送丝机
点位控制型机器人主要用于点焊作业。
（2） 连续轨迹控制（CP）型
机器人各关节同时作受控运动，使机器人终端按预期的 轨迹和速度运动，为此各关节控制系统需要实时获取驱 动机的角位移和角速度信号。
连续轨迹控制只要用于弧焊机器人。
5、按驱动方式来分
⑴ 气压驱动
气压驱动的主要优点是气源方便，驱动系统具有缓冲作 用，结构简单，成本低，易于保养；主要缺点是功率质 量比小，装置体积大，定位精度不高。
⑶ 电气驱动
易于控制，运动精度高，使用方便，成本低廉，驱动效率 高，不污染环境，是最普遍、应用最多的驱动方式。
电气驱动可细分为步进电机驱动、直流电机驱动、无刷直 流电机驱动、交流伺服电机驱动等多种方式。无刷电机驱 动有着最大的转矩质量比，由于没有电刷，其可靠性极高， 几乎不需任何维护。
直流伺服电动机原理
六、机器人焊接的发展阶段
1、示教再现 2、离线编程 3、自主编程
七、机器人焊接发展概况
自1962年美国推出实际上第一台Unimate型和Versatran型 工业机器人以来，机器人已经广泛应用于各行各业，主 要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作 业，其中半数以上为焊接机器人。
Versatran机器人
无刷电动机原理
三、焊接机器人系统组成
机器人操作机 变位机 控制器 焊接系统 焊接传感器 中央控制计算机 安全设备
焊接机器人控制系统结构原理
四、机器人的应用方式
1、机器人工作单元 2、带机器人的生产线
五、机器人焊接的主要优点
1、焊接质量高，稳定性好； 2、可提高劳动生产率； 3、改善劳动条件； 4、降低工人技术操作水平； 5、缩短产品更新换代周期； 6、降低生产成本； 7、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化； 8、在各种极限条件下完成焊接作业。
2、驱动方式：
各关节（轴）的运动基本采用交流伺 服电机驱动。由于交流伺服电机没有 碳刷，动特性好，负载能力强，机械 臂运动速度快，故障率低，免维护时 间长。
3、机构形式：
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
二、机器人焊接系统的选择 1、弧焊装置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
➢ 一体式焊钳
① 气动焊钳
其电极的张开和闭合由压缩空 气通过气缸驱动。一般有两个局限： 一是电极的张开度一般只有两级， 大的张开度（大冲程）主要是为了 方便把焊钳深入工件较深的部位， 不会发生焊钳和工件的干涉或者碰 撞；小的张开度（小冲程）是在连 续点焊时，为了减小焊钳开合的时 间，提高工作效率。焊钳的电极开 合度在编程时根据工件情况进行设 定。二是电极的压紧力一旦设定， 在焊接过程中不能变动。
点焊机器人
2、按构形来分
侧置式（摆式）结构
平行四边形结构
3、按结构坐标系特点来分
直角坐标型 球坐标型
圆柱坐标型 全关节型
4、按受控运动方式来分
（1）点位控制（PTP）型
机器人受控方式为自一个点位目标移向另一个点位目标， 只在目标点上完成操作。要求机器人在目标点上有足够的 定位精度。相邻目标点间的运动方式有两种：一是各关节 驱动机以最快速度趋近终点，各关节视其转角大小不同而 到达终点有先有后；一是各关节同时趋近终点，由于各关 节运动时间相同，所以角位移大的运动速度较高。
气压驱动机器人适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。
⑵ 液压驱动
液压驱动系统的功率质量比大，驱动平稳，且系统的 固有效率高、快速性好，同时液压驱动调速比较简单， 能在很大范围实现无级调速；其主要缺点是易露油， 影响工作稳定性和定位精度，污染环境，另外需要配 备复杂的管路系统，成本较高。
液压驱动多用于要求输出力大、运动速度较低的场合。
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接电源 1、负载持续率
FS
负载持续运行时间 负载持续运行时间＋休 止时间
100％＝ t T
100 %
I
2 f
FS
I
2 e
FS e
If
FS e FS
Ie
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
2、电源种类
➢ 普通焊接电源（晶闸管） ➢ 具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源
第一节 焊接机器人概论
一、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。
焊接机器人是从事焊接作业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
二、焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
Unimate机器人
第二节 焊接机器人系统的基本配置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
内容
焊接机器人操作机 机器人焊接系统 外围设备
焊接机器人系统பைடு நூலகம்材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
一、焊接机器人操作机的选择
1、自由度：
焊接机器人基本都属于6轴关节式，其 中1、2、3轴的运动是把焊枪（焊钳） 送到焊接位置，而4、5、6轴的运动是 解决焊枪（焊钳）的姿态问题。
（安装方式，送丝轮，控制方式，送丝方式）
2、送丝软管
（结构，送丝导管）
3、焊枪
（鹅颈弯曲角，TCP的调整，拉丝焊枪）
防撞传感器
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
影响送丝稳定性的因素
➢ 送丝机的送丝速度控制精度不高； ➢ 送丝轮的压紧力不适合； ➢ 送丝导管和焊丝的直径不匹配； ➢ 焊丝表面铜镀层脱落； ➢ 导丝管过长或者弯曲角度过大； ➢ 焊枪鹅颈角度不合适；
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
2、点焊装置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
装备组成
➢ 焊钳； ➢ 变压器； ➢ 定时器。
结构形式
➢ 变压器与机器人分离； ➢ 变压器装在机器人的上臂上； ➢ 变压器与焊钳组合成一体式。
焊接机器人系统教材(PPT77页)
（波形控制，表面张力过渡）
➢ 颗粒过渡或者射流过渡用大电流电源
（晶闸管，FS 100%，射流过渡MAG焊、粗丝大电流CO2保护潜弧焊或双丝焊）
➢ 特殊功能焊接电源
（方波交流电源、带专家系统的协调控制电源和模糊控制电源等）
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
送丝装置
1、送丝机
点位控制型机器人主要用于点焊作业。
（2） 连续轨迹控制（CP）型
机器人各关节同时作受控运动，使机器人终端按预期的 轨迹和速度运动，为此各关节控制系统需要实时获取驱 动机的角位移和角速度信号。
连续轨迹控制只要用于弧焊机器人。
5、按驱动方式来分
⑴ 气压驱动
气压驱动的主要优点是气源方便，驱动系统具有缓冲作 用，结构简单，成本低，易于保养；主要缺点是功率质 量比小，装置体积大，定位精度不高。
⑶ 电气驱动
易于控制，运动精度高，使用方便，成本低廉，驱动效率 高，不污染环境，是最普遍、应用最多的驱动方式。
电气驱动可细分为步进电机驱动、直流电机驱动、无刷直 流电机驱动、交流伺服电机驱动等多种方式。无刷电机驱 动有着最大的转矩质量比，由于没有电刷，其可靠性极高， 几乎不需任何维护。
直流伺服电动机原理
六、机器人焊接的发展阶段
1、示教再现 2、离线编程 3、自主编程
七、机器人焊接发展概况
自1962年美国推出实际上第一台Unimate型和Versatran型 工业机器人以来，机器人已经广泛应用于各行各业，主 要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作 业，其中半数以上为焊接机器人。
Versatran机器人
无刷电动机原理
三、焊接机器人系统组成
机器人操作机 变位机 控制器 焊接系统 焊接传感器 中央控制计算机 安全设备
焊接机器人控制系统结构原理
四、机器人的应用方式
1、机器人工作单元 2、带机器人的生产线
五、机器人焊接的主要优点
1、焊接质量高，稳定性好； 2、可提高劳动生产率； 3、改善劳动条件； 4、降低工人技术操作水平； 5、缩短产品更新换代周期； 6、降低生产成本； 7、柔性化程度高，可实现小批量产品的焊接自动化； 8、在各种极限条件下完成焊接作业。
2、驱动方式：
各关节（轴）的运动基本采用交流伺 服电机驱动。由于交流伺服电机没有 碳刷，动特性好，负载能力强，机械 臂运动速度快，故障率低，免维护时 间长。
3、机构形式：
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
二、机器人焊接系统的选择 1、弧焊装置
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
➢ 一体式焊钳
① 气动焊钳
其电极的张开和闭合由压缩空 气通过气缸驱动。一般有两个局限： 一是电极的张开度一般只有两级， 大的张开度（大冲程）主要是为了 方便把焊钳深入工件较深的部位， 不会发生焊钳和工件的干涉或者碰 撞；小的张开度（小冲程）是在连 续点焊时，为了减小焊钳开合的时 间，提高工作效率。焊钳的电极开 合度在编程时根据工件情况进行设 定。二是电极的压紧力一旦设定， 在焊接过程中不能变动。
点焊机器人
2、按构形来分
侧置式（摆式）结构
平行四边形结构
3、按结构坐标系特点来分
直角坐标型 球坐标型
圆柱坐标型 全关节型
4、按受控运动方式来分
（1）点位控制（PTP）型
机器人受控方式为自一个点位目标移向另一个点位目标， 只在目标点上完成操作。要求机器人在目标点上有足够的 定位精度。相邻目标点间的运动方式有两种：一是各关节 驱动机以最快速度趋近终点，各关节视其转角大小不同而 到达终点有先有后；一是各关节同时趋近终点，由于各关 节运动时间相同，所以角位移大的运动速度较高。
气压驱动机器人适用于易燃、易爆和灰尘大的场合。
⑵ 液压驱动
液压驱动系统的功率质量比大，驱动平稳，且系统的 固有效率高、快速性好，同时液压驱动调速比较简单， 能在很大范围实现无级调速；其主要缺点是易露油， 影响工作稳定性和定位精度，污染环境，另外需要配 备复杂的管路系统，成本较高。
液压驱动多用于要求输出力大、运动速度较低的场合。
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接电源 1、负载持续率
FS
负载持续运行时间 负载持续运行时间＋休 止时间
100％＝ t T
100 %
I
2 f
FS
I
2 e
FS e
If
FS e FS
Ie
焊接机器人系统教材(PPT77页)
焊接机器人系统教材(PPT77页)
2、电源种类
➢ 普通焊接电源（晶闸管） ➢ 具有减少短路过渡飞溅的气体保护焊接电源