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焊接機器人的應用

焊接機器人在提高生產效率方面的應用

（1）提升精度，確保高速焊接

企業在生產中應用機器人意味著追求效率、焊接質量，因此各機器人廠家都在焊接速度上尋求突破，而機器人在軌跡控制上的精度是高速焊接的可靠保證。

機器人在新一代控制器NX100中，應用ARM（AdvancedRobotMotion）控制技術將各軸的慣性矩、重力矩、機器人安裝位置等因素納入運動控制計算，大大提高了運動軌跡的精度。如，在焊接工作站中，我們會遇到各種機器人安裝形式（如圖1a），在每種安裝方式中，機器人各軸所受的重力矩各不相同，我們只要在ARM控制中正確地設置機器人對地面的角度（如圖1b），就會克服各種安裝方式對軌跡精度造成的不利影響。

（2）雙機協調焊接功能

有時我們會遇到長形工件，焊縫分布在工件的兩端，若采用1臺機器人進行焊接，會出現因兩端不同時焊接而造成焊接變形不一致，從而使工件在長度方向上扭轉變形，焊接后的工件難以符合尺寸要求。針對這種類型的工件，我們常采用2臺機器人同時協調焊接的方式，這就促生了兩臺機器人雙機協調焊接技術。在汽車后橋和消聲器的焊接中，經常會使用到該項技術。

2臺機器人對應1個由機器人外部軸驅動的變位機，在變位機順長擺放的工件上有兩個鏡像對稱的部件，兩條相似的環焊縫需要兩臺機器人在變位機旋轉的同時實現同步協調焊接，通過這種方式可以將焊接生產的效率提高1倍。

焊接自動化行業發展趨勢

由單機焊接自動化裝備到數字化焊接車間實現點線面的階段式發展

焊接自動化裝備制造技術含量高，通常集焊接工藝、自動控制、精密機械設計制造等多種技術于一體，隨著工業自動化、智能化、數字化等技術的日益發展和廣泛應用，焊接自動化正在由單機焊接自動化裝備向焊接自動化生產線和數字化焊接車間發展。

“十三五”期間，以及未來“中國制造2025”的實現，促使我國制造業發展的重點是利用先進的自動化、智能化、數字化技術來實現工業轉型升級和新型產業的發展，為焊接自動化行業提供廣闊的發展空間。

行業技術水平與發展趨勢

目前，我國焊接自動化裝備制造企業已經可按客戶的不同需求，設計、制造、集成各種類型的專用焊接自動化裝備，并大量采用計算機控制技術。部分焊接自動化裝備還配備了焊縫自動跟蹤系統和圖像監控系統，確保了焊接過程中的焊接質量。

焊接工藝基礎知識

焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，使兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接應用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。

金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。

熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。

在熔焊過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。

為了提高焊接質量，人們研究出了各種保護方法。例如，氣體保護電弧焊就是用亞、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護焊接時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧，就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池，冷卻后獲得焊縫。