焊接機器人是從事焊接、切割與噴涂的工業機器人。焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備,以弧焊及點焊為例,則由焊接電源,(包括其控制系統)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統,如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。
采用機器人進行焊接,光有一臺機器人是不夠的,還必須配備外圍設備,常規的弧焊機器人系統由以下5部分組成:
1、機器人本體,一般是伺服電機驅動的6軸關節式操作機,它由驅動器、傳動機構、機械手臂、關節以及內部傳感器等組成。它的任務是精確地保證機械手末端(悍槍)所要求的位置、姿態和運動軌跡。
2、機器人控制柜,它是機器人系統的神經中樞,包括計算機硬件、軟件和一些專用電路,負責處理機器人工作過程中的全部信息和控制其全部動作。
3、焊接電源系統,包括焊接電源、專用焊槍等。
4、焊接傳感器及系統安全保護設施。
5、焊接工裝夾具。
世界各國生產的焊接用機器人基本上都屬關節機器人,絕大部分有6個軸。其中,1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置,而4、5、6軸解決工具姿態的不同要求。
自動焊接機器人既是點焊機器人、弧焊機械手的總稱,也包括了直角坐標型機器人、圓柱坐標型機器人、全關節型機器人以及球坐標型機器人。既然它們都屬于自動焊接機器人,那應該如何區分呢?
點焊機器人應用的較多的領域就是汽車工業,在在裝配每臺汽車車體時,有很大一部分的焊點都是由機器人完成的。但是在點焊機器人剛出現的時候,它只用于增強焊作業,后來為了拼接精度,才開始讓它完成定位焊接作業。
由于弧焊工藝早已在諸多行業中得到普及,因此弧焊機械手作為一種自動焊接機器人在通用機械、金屬結構等許多行業中得到廣泛運用。在弧焊作業中,焊槍應跟蹤工件的焊道運動,并不斷填充金屬形成焊縫。因此運動過程中速度的穩定性和軌跡精度是兩項重要指標。
直角坐標型這類自動焊接機器人的結構和控制方案與機床類似,其到達空間位置的三個運動由直線運動構成,它的優點是運動學模型簡單,控制精度容易提高;而缺點是機構龐大、工作空間小、操作靈活性較差。
圓柱坐標型自動焊接機器人在基座水平轉臺上裝有立柱,并使得水平臂可沿立柱作上下運動并可在水平方向伸縮,從而獲得較高速度。但由于它的末端操作器外伸離開立柱軸心比較遠,因此線位移分辨精度就較低。
與人較為類似的是全關節型自動焊接機器人,其位置和姿態全部由旋轉運動實現,所以具有機構緊湊、靈活性好、占地面積小、工作空間大、可獲得較高的末端操作器線速度等優點,但很難控制高精度。
焊接機器人是一種高度自動化的焊接設備.采用機器人代替手工焊接作業是焊接制造業的發展趨勢,是提高焊接質量、降低成本、改善工作環境的重要手段。機器人焊接作為現代制造技術發展的重要標志己被國內許多工廠所接受,并且越來越多的企業選焊接機器人作為技術改造的方案。