焊接機器人在各個領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，焊接機器人隨之誕生，所謂焊接機器人，就是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機器人，具有三個或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，其主要工作就是替代焊接崗位的工人，主要優(yōu)勢是性能穩(wěn)定、工作空間大、工作效率高、負荷能力強等。焊接機器人與人力相比，不管是焊接質(zhì)量還是效率都會遠高于人工。

焊接機器人的應(yīng)用很廣，例如：電子連接器、電腦數(shù)據(jù)線、汽車整車焊接、小型電子原件等。接下來工業(yè)機器人集成商無錫金紅鷹將為大家詳細介紹焊接機器人在機械制造、汽車及零部件、電子設(shè)備和航空航天四大領(lǐng)域的應(yīng)用。

一、焊接機器人在機械制造領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著機械制造行業(yè)焊接任務(wù)的加劇，焊接作業(yè)本來就存在勞動條件差，熱輻射較大，是一個危險性較強的職業(yè)，機械制造中也有很多大型設(shè)備，這也加大了焊接的難度，焊接機器人是從事焊接工作的自動機械設(shè)備，解放了工人勞動強度，幫助機械制造領(lǐng)域提高自動化水平。

1、實現(xiàn)復(fù)雜工件的輕松焊接。工程機械制造行業(yè)中會出現(xiàn)很多非標工件的焊接，傳統(tǒng)焊接容易導(dǎo)致焊接質(zhì)量不均勻，智能焊接機器人搭配焊接變位機進行多方位靈活焊接，焊接變位機會對焊接機器人的靈活度進行補償，提高焊縫的焊接精度，只需要根據(jù)行走路徑設(shè)置好編程，就可以實現(xiàn)輕松焊接。

2、提高焊接效率。隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟的飛速發(fā)展，工程機械制造行業(yè)也順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，提高生產(chǎn)效率的同時控制成本支出，其中焊接環(huán)節(jié)中需要既保證焊接質(zhì)量又能提高焊接效率，不然也會影響后續(xù)的生產(chǎn)進程。

智能焊接機器人生產(chǎn)線更多地出現(xiàn)在了現(xiàn)代化生產(chǎn)車間中，實現(xiàn)二十四小時不間斷生產(chǎn)，大大提高了焊接效率，焊縫質(zhì)量均一性好，提高了產(chǎn)品的合格率。

3、控制成本支出。智能焊接機器人能夠代替人工進行焊接生產(chǎn)，并且在焊接過程中智能控制焊接材料的下放，在完整填充焊縫的同時不會造成浪費焊接材料的現(xiàn)象，減少了工程機械制造行業(yè)的人工成本和耗材成本，并且智能焊接機器人也提供了更多的工作崗位。

4、解放工人的勞動力。工程機械制造行業(yè)中多數(shù)是在車間中進行工作，車間工作環(huán)境惡劣，會給工人造成職業(yè)病的危害，智能自動化程度比較高，焊接過程不需要人工參與，能夠?qū)⒐と藦姆敝氐淖鳂I(yè)中解放出來。

二、焊接機器人在汽車及汽車零部件領(lǐng)域的應(yīng)用

近幾年，為了適應(yīng)大眾的需求，汽車行業(yè)呈現(xiàn)多樣化發(fā)展，傳統(tǒng)焊接無法滿足汽車及汽車零部件制造的高焊接要求，焊接機器人可以針對焊縫實現(xiàn)精確焊接，下放剛剛好的焊材進行填充，焊縫美觀且牢固，在很多現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)車間里，已經(jīng)形成了焊接機器人流水線。

1.汽車車身裝焊

(1)電阻點焊

焊接機器人電阻點焊汽車車身裝焊包括車架、地板、側(cè)圍、車門及車身總成合焊等的裝配焊接，在裝焊生產(chǎn)過程中大量采用了電阻點焊工藝。據(jù)統(tǒng)計每輛汽車車身上，大約有3000~4000個電阻點焊焊點。在汽車車身裝焊工藝中，點焊工藝仍處于主導(dǎo)地位，焊接機器人電阻點焊技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了汽車車身制造的量產(chǎn)化與自動化。

在汽車車身裝焊生產(chǎn)線上使用的電阻點焊設(shè)備，主要有以下三類：

①懸掛式點焊機主要應(yīng)用于車身裝焊生產(chǎn)線上的定位焊工位，或者是用于焊點位置復(fù)雜(不宜實現(xiàn)自動化)部件的焊接。手工作業(yè)，自動化程度低。

②多點焊專機多點焊工藝的優(yōu)點是生產(chǎn)效率高，焊接變形小。其缺點是不能適應(yīng)于多種車型的生產(chǎn)，柔性差。

③點焊機器人點焊機器人在現(xiàn)代化車身裝焊生產(chǎn)線上被大量采用，可以提高裝焊生產(chǎn)的自動化程度，減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，保證焊接質(zhì)量。點焊機器人主要用于車身裝焊的補焊工位、車身總成合焊工位等。而且，由于點焊機器人的采用，實現(xiàn)了車身裝焊的柔性化生產(chǎn)方式--多品種、少批量混線生產(chǎn)。

點焊機器人通常由機器人本體、機器人控制裝置、點焊鉗及電阻焊控制器控制器(時控器)構(gòu)成。

目前的點焊機器人系統(tǒng)應(yīng)用了以下先進技術(shù)：

1、逆變焊接電源減小了焊接變壓器的重量和體積，將變壓器與焊鉗制成一體式機器人點焊鉗。一體式焊鉗的應(yīng)用，有利于點焊機器人在其運動范圍內(nèi)實現(xiàn)軌跡運動及姿態(tài)變化。采用逆變焊接電源還可以改善焊機的電氣性能，提高電源的熱效率，達到節(jié)能的目的。

2、焊鉗自動更換裝置通過模塊化設(shè)計，使機器人焊鉗與一次側(cè)水電氣配管的連接接口實現(xiàn)標準化。在裝置裝有幾把不同形式的焊鉗，點焊機器人按照程序在幾秒鐘的時間內(nèi)就可以完成自動更換。實現(xiàn)焊鉗快速自動更換，達到使用一臺點焊機器人就能夠適應(yīng)車身各部位焊接的要求，也可適應(yīng)多品種車型生產(chǎn)的需要。

3、機器人控制系統(tǒng)采用該系統(tǒng)不僅可以控制機器人本體的運動，而且，還可對電阻焊時控器進行自動控制，發(fā)出焊接開始指令，自動控制和調(diào)整焊接參數(shù)(電壓、電流、加壓力、時間周波)，控制點焊鉗的大小行程及夾緊松開動作。同時，也具有自動故障診斷、報警等功能，例如：電極與被焊工件粘連、壓縮空氣氣壓過低時的故障報警。

(2)電弧焊

電弧焊汽車車身裝焊生產(chǎn)中，主要在車架、地板等的主焊工位進行手工補焊作業(yè)，在副車架等分總成工件的焊接工位有孤焊機器人的應(yīng)用。

2.汽車零部件焊接

在汽車零部件的生產(chǎn)中廣泛地采用了點焊、凸焊、縫焊、對焊及電弧焊等焊接工藝。例如：橫梁總成托架點焊，傳動軸平衡片凸焊，汽車燃油箱縫焊，汽車輪圈連續(xù)閃光對焊，汽車轉(zhuǎn)向臂、消聲器、凈化器殼體的電弧焊等。

三、焊接機器人在電子設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

電子設(shè)備領(lǐng)域?qū)附淤|(zhì)量要求比較高，隨著社會對電子設(shè)備需求的提高，電子設(shè)備在飛速發(fā)展的同時也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，焊接機器人可以在保證生產(chǎn)效率的同時穩(wěn)定焊接質(zhì)量，實現(xiàn)對電子設(shè)備的精確焊接，比人工效率提升了三到四倍。

1、提高焊接精度。電子元件需要實現(xiàn)準確焊接，這對焊接機器人的技術(shù)參數(shù)以及焊接精度有較高的要求，焊接機器人結(jié)構(gòu)緊湊，能夠根據(jù)細小焊縫自動尋位，可實現(xiàn)精細激光焊，焊接后的焊縫美觀且牢固，激光焊不需要焊接材料，節(jié)約焊接材料。

2、焊接靈活度高。用于電子行業(yè)中的焊接機器人使用六軸高強度輕型機器人，額定負載能力較小適用于完成標準弧焊工作。小型焊接機器人尺寸緊湊，能夠在任意空間中完成工作，可滿足不同焊接單元的組合應(yīng)用，在進行連續(xù)工作中保證焊接重復(fù)精度，適應(yīng)于不同電子工件的焊接。

3、環(huán)境適應(yīng)性好。傳統(tǒng)的焊接工作容易對工人的身體造成傷害，長時間接觸會導(dǎo)致職業(yè)病，焊接機器人能夠?qū)崿F(xiàn)自動化焊接工作，代替人工在惡劣的環(huán)境中完成工作，焊接機器人對電子工件的焊接不會受外部環(huán)境的干擾，實現(xiàn)穩(wěn)定焊接工作。

4、安全性好。焊接機器人具備集機器人控制、運動控制、焊接過程控制于一體的控制系統(tǒng)，能夠在焊接過程中協(xié)調(diào)各部分的功能，實現(xiàn)焊接的自動化，焊接機器人自身具備多種傳感器以及多種功能，出現(xiàn)焊接故障會發(fā)出報警信號，操作人員可以根據(jù)信號對其排除檢查。

四、焊接機器人在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

在飛機結(jié)構(gòu)中，機體的焊接組件近千件，涉及的零件近萬件，飛機的重要承力構(gòu)件較多的采用了焊接構(gòu)件，飛機機身在飛行過程中承受著較大的壓力，所以焊接要求較為嚴格，焊接機器人通過焊縫自動跟蹤技術(shù)靈活設(shè)置焊接參數(shù)，對飛機結(jié)構(gòu)進行精確性焊接。

在航天領(lǐng)域中，焊接機器人的應(yīng)用越來越廣，采用鋁合金、鈦金以及其他航天金屬進行激光焊接、點焊、弧焊進行焊接操作。將焊接機器人應(yīng)用在焊接工作中，能提高焊接效率與質(zhì)量，降低安全隱患、曲面焊接難度、焊接成本，實現(xiàn)節(jié)約化生產(chǎn)。在實現(xiàn)自動化生產(chǎn)中，機器人焊接主要通過虛擬仿真技術(shù)與離線編程技術(shù)，進而優(yōu)化焊接工序，提高焊接質(zhì)量。

審核編輯：湯梓紅