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智能化机器人焊接过程控制中的瓶颈问题

为了解决智能化机器人焊接过程控制中的瓶颈问题，国内如上海交通大学智能化机器人焊接技术实验室等单位近年来开展了电弧焊动态过程的视觉信息获取、知识建模、智能控制方法，以及机器人焊接系统实现智能化途径的研究工作，提出了“智能化焊接制造技术”及“智能化焊接制造工程”的概念，以期推动智能化科学技术在现代焊接制造业中的系统性研究与运用。同时，要不断调整焊接机器人各轴位置，合理地确定焊枪相对接头的位置、角度与焊丝伸出长度。

点焊机器人的焊接装备

点焊机器人的焊接装备，由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600~700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600~700Hz交流电焊接，也可以再进行二次整流，用直流电焊接。焊接参数由定时器调节。新型定时器已经微机化，因此机器人控制柜可以直接控制定时器，无需另配接口。点焊机器人的焊钳，通常用气动的焊钳，气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。近年来出现一种新的电伺服点焊钳，如图4所示。焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动，码盘反馈，使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。和人类运动能够产生的各种障碍一样，焊接机器人在工作状态下也会遭遇因为原始设计对环境考虑不周而发生的问题。而且电极间的压紧力也可以无级调节。这种新的电伺服点焊钳具有如下优点:

1)每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人控制的，机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合;而焊完一点后，焊钳一边张开，机器人就可以一边位移，不必等机器人到位后焊钳才闭合或焊钳完全张开后机器人再移动;

2)焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整，只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度，以节省焊钳开度，以节省焊钳开合所占的时间。

3)焊钳闭合加压时，不仅压力大小可以调节，而且在闭合时两电极是轻轻闭合，减少撞击变形和噪声。

机器人柔性激光焊接加工

用不同工作范围的弧焊机器人和相应尺寸的变位机，工作站可以满足焊缝长度在2000mm左右的各类箱体的焊接要求。焊接速度3-10mm/s，根据箱体基本材料，焊接工艺采用不同类型的气体保护焊。该工作站还广泛用于电力、电气、机械、汽车等行业。不锈钢气室机器人柔性激光焊接加工设备是针对不锈钢焊接变形量比较大，密封性要求高的箱体类工件焊接开发的的柔性机器人激光焊接加工设备。 该加工设备是由机器人、激光发生器机组、水冷却机组、激光扫描跟踪系统、柔性变位机、工装夹具、安全护栏、吸尘装置和控制系统等组成，通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工装夹具，可实现多个品种的不锈钢气室类工件的自动焊接。现在焊接机器人的应用领域越来越大，而焊接机器人的故障维修也受到了人们越来越多的重视。