焊接星空機(jī)器人作為工業(yè)生產(chǎn)的“裁縫”，其作用隨著自動(dòng)化發(fā)展正在不斷凸顯，我國(guó)焊接星空機(jī)器人起步較晚，發(fā)展中問題頗多，但只要根除痛點(diǎn)，把握住“機(jī)器換人”發(fā)展趨勢(shì)，未來必將迎來規(guī)?；目焖侔l(fā)展。
近年來，在全球自動(dòng)化趨勢(shì)引領(lǐng)下，我國(guó)“機(jī)器換人”風(fēng)潮愈演愈烈，星空機(jī)器人在工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)展迅猛，自2014年以來，我國(guó)已成為全球最大的工業(yè)星空機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，且連續(xù)五年保持市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。
而在由分揀、搬運(yùn)、切割、碼垛等眾多細(xì)分領(lǐng)域所組成的龐大工業(yè)星空機(jī)器人市場(chǎng)中，焊接星空機(jī)器人幾乎占據(jù)了總量的40%以上，作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要加工手段，焊接星空機(jī)器人“工業(yè)裁縫”的身份正受到越來越多企業(yè)的認(rèn)可，其發(fā)展和應(yīng)用也正在迎來從量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變。
焊接星空機(jī)器人
焊接星空機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)星空機(jī)器人。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)工業(yè)星空機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接星空機(jī)器人的定義，工業(yè)星空機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)(Manipulator)，具有三個(gè)或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，星空機(jī)器人最后一個(gè)軸的機(jī)械接口，通常是一個(gè)連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接星空機(jī)器人就是在工業(yè)星空機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的，使之能進(jìn)行焊接，切割或熱噴涂。
簡(jiǎn)介
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控及星空機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)焊接星空機(jī)器人, 從60年代開始用于生產(chǎn)以來，其技術(shù)已日益成熟，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，能將焊接質(zhì)量以數(shù)值的形式反映出來;
2)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;
3)改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度，可在有害環(huán)境下工作;
4)降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求;
5)縮短了產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資。
因此，在各行各業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用。
組成結(jié)構(gòu)
焊接星空機(jī)器人主要包括星空機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。星空機(jī)器人由星空機(jī)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(diǎn)焊為例，則由焊接電源，(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。對(duì)于智能星空機(jī)器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng)，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。圖1a、b表示弧焊星空機(jī)器人和點(diǎn)焊星空機(jī)器人的基本組成。
世界各國(guó)生產(chǎn)的焊接用星空機(jī)器人基本上都屬關(guān)節(jié)星空機(jī)器人，絕大部分有6個(gè)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(tài)的不同要求。焊接星空機(jī)器人本體的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為平行四邊形結(jié)構(gòu)，一種為側(cè)置式(擺式)結(jié)構(gòu)，如圖2a、b所示。側(cè)置式(擺式)結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是上、下臂的活動(dòng)范圍大，使星空機(jī)器人的工作空間幾乎能達(dá)一個(gè)球體。因此，這種星空機(jī)器人可倒掛在機(jī)架上工作，以節(jié)省占地面積，方便地面物件的流動(dòng)。但是這種側(cè)置式星空機(jī)器人，2、3軸為懸臂結(jié)構(gòu)，降低星空機(jī)器人的剛度，一般適用于負(fù)載較小的星空機(jī)器人，用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形星空機(jī)器人其上臂是通過一根拉桿驅(qū)動(dòng)的。拉桿與下臂組成一個(gè)平行四邊形的兩條邊。故而得名。早期開發(fā)的平行四邊形星空機(jī)器人工作空間比較小(局限于星空機(jī)器人的前部)，難以倒掛工作。但80年代后期以來開發(fā)的新型平行四邊形星空機(jī)器人(平行星空機(jī)器人)，已能把工作空間擴(kuò)大到星空機(jī)器人的頂部、背部及底部，又沒有測(cè)置式星空機(jī)器人的剛度問題，從而得到普遍的重視。這種結(jié)構(gòu)不僅適合于輕型也適合于重型星空機(jī)器人。近年來點(diǎn)焊用星空機(jī)器人(負(fù)載100～150kg)大多選用平行四邊形結(jié)構(gòu)形式的星空機(jī)器人。
星空機(jī)器人焊接
上述兩種星空機(jī)器人各個(gè)軸都是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故采用伺服電機(jī)通過擺線針輪(RV)減速器(1～3軸)及諧波減速器(1～6軸)驅(qū)動(dòng)。在80年代中期以前，對(duì)于電驅(qū)動(dòng)的星空機(jī)器人都是用直流伺服電機(jī)，而80年代后期以來，各國(guó)先后改用交流伺服電機(jī)。由于交流電機(jī)沒有碳刷，動(dòng)特性好，使新型星空機(jī)器人不僅事故率低，而且免維修時(shí)間大為增長(zhǎng)，加(減)速度也快。一些負(fù)載16kg以下的新的輕型星空機(jī)器人其工具中心點(diǎn)(TCP)的最高運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)3m/s以上，定位準(zhǔn)確，振動(dòng)小。同時(shí)，星空機(jī)器人的控制柜也改用32位的微機(jī)和新的算法，使之具有自行優(yōu)化路徑的功能，運(yùn)行軌跡更加貼近示教的軌跡。
特點(diǎn)
點(diǎn)焊對(duì)焊接星空機(jī)器人的要求不是很高。因?yàn)辄c(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制，至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)軌跡沒有嚴(yán)格要求，這也是星空機(jī)器人最早只能用于點(diǎn)焊的原因。點(diǎn)焊用星空機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力，而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時(shí)速度要快捷，動(dòng)作要平穩(wěn)，定位要準(zhǔn)確，以減少移位的時(shí)間，提高工作效率。點(diǎn)焊星空機(jī)器人需要有多大的負(fù)載能力，取決于所用的焊鉗形式。對(duì)于用與變壓器分離的焊鉗，30～45kg負(fù)載的星空機(jī)器人就足夠了。但是，這種焊鉗一方面由于二次電纜線長(zhǎng)，電能損耗大，也不利于星空機(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接;另一方面電纜線隨星空機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而不停擺動(dòng)，電纜的損壞較快。因此，目前逐漸增多采用一體式焊鉗。這種焊鉗連同變壓器質(zhì)量在70kg左右?？紤]到星空機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力，能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接，一般都選用100～150kg負(fù)載的重型星空機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)焊鉗短距離快速移位的要求。新的重型星空機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能。這對(duì)電機(jī)的性能，微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。
以上就是星空機(jī)器人焊接的相關(guān)內(nèi)容介紹，星空機(jī)器人焊接已經(jīng)成為了未來工業(yè)的發(fā)展方向了，也是智能時(shí)代的標(biāo)志，
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