焊接機器人的研究

楊建勛 楊行 唐熙 苗偉 金世佳

摘 要：文章主要介紹了焊接機器人的分類、工作原理、系統(tǒng)構成、發(fā)展現(xiàn)狀及前景通過優(yōu)化產業(yè)結構，加速國內焊接機器人的普及，可以提高產品精度、生產效率，實現(xiàn)“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉變。

關鍵詞：焊接機器人；優(yōu)化產業(yè)結構；產品精度

中圖分類號：TG409 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）34-0020-02

Abstract： This paper mainly introduces the classification， working principle， system constitution， development status and prospect of welding robot. By optimizing the industrial structure and accelerating the popularization of welding robot in China， the precision and efficiency of products can be improved， so as to realize the transformation from "Made in China" to "Created in China".

Keywords： welding robot； optimizing industrial structure； product precision

1 概述

近年來，“工業(yè)4.0”成為社會各界廣為熱議的話題，機器人則成為“工業(yè)4.0”時代最主要的基礎設施之一。目前作為工業(yè)機器人家族中的主力軍的——焊接機器人，在發(fā)達國家中已被廣泛應用于汽車、電子、航空、航天、鐵路、工程機械、新能源設備和海洋科學等專業(yè)科學領域。而焊接機器人技術的發(fā)展程度，間接地反映出一個國家先進制造業(yè)水平和科學技術水平。

2 焊接機器人的分類、原理及構成

2.1 焊接機器人的分類

按照機器人的負載能力P和作業(yè)空間V的大小不同可將其分為：超大型機器人、大型機器人、中型機器人、小型機器人、超小型機器人。

按照機器人作業(yè)中所采用的焊接方法，可將焊接機器人分為：點焊機器人、弧焊機器人、攪拌摩擦焊機器人、激光焊機器人。

2.2 焊接機器人的工作原理

焊接機器人一般都是在某一工序的特定環(huán)境下完成單一操作，現(xiàn)在廣泛應用的焊接機器人絕大多數(shù)屬于第一代工業(yè)機器人，它的基本原理是“示教-再現(xiàn)”?！笆窘獭钡倪^程就是操作者需要親自操作機器人，控制機器人去完成一系列指定的動作，而機器人則會將這些動作的特殊位置點和運動軌跡，以機器語言的形式記錄并保存下來?！霸佻F(xiàn)”的過程就是機器人將“示教”時記錄并保存好的機器語言按順序執(zhí)行出來。

在企業(yè)實際的生產中，機器人記錄的程序語言并不能直接拿來就用，在“再現(xiàn)”之前，常常需要將“示教”時保存好的程序語言反復進行試驗。按照經過不斷修改、調試后的程序語言進行批量生產，才能達到企業(yè)預期的生產標準。

2.3 焊接機器人的系統(tǒng)構成

焊接機器人單體是指由機器人本體、控制柜、示教器、焊接電源與接口電路、焊槍、送絲機構、電力電纜、焊絲盤架、氣體流量計、工頻變壓器、焊槍防碰撞傳感器、控制電纜組成的整體，焊接機器人系統(tǒng)除機器人單體的各個部件外，還包括外部裝置電氣控制、工裝夾具、擴展設備、如外部軸（變位系統(tǒng)、直線移動機構）等。

除了以單臺機器人為主構成的焊接系統(tǒng)外，還有采用多機器人協(xié)作方式的焊接工作站或生產線。

3 焊接機器人的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

3.1 國內焊接機器人的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著經濟的高速發(fā)展，我國人均可支配收入的不斷上升，勞動成本也在逐漸上升，國內制造業(yè)中，曾今以廉價勞動力為支撐的企業(yè)，經營越發(fā)困難，公司發(fā)展舉步維艱。為了生存，越來越多的加工制造企業(yè)開始引進工業(yè)機器人來代替人工，以焊接機器人的高效、精準、優(yōu)質，代替手工焊接的低產、粗糙、劣質。推動國內制造快速向前發(fā)展。

目前在我國應用的焊接機器人主要分為日系、歐系和國產三中類型，但縱觀機器人生產企業(yè)和市場占有率情況，日系（安川、FANUC、川崎等）和歐系（德國KUKA、瑞典ABB等）的機器人占有很大市場，國產焊接機器人（廣數(shù)、華數(shù)、新松、埃夫特等）的市場占有率還較低。

3.2 焊接機器人的前景

目前，由于我國人口基數(shù)大的原因，我國工業(yè)機器人密度很低，與工業(yè)化程度較高國家（如德國，日本等）相比依然相差很大，但是，結合國家相關政策的傾斜，和目前國內各行各業(yè)的發(fā)展情況，今后國內的工業(yè)機器人市場需求潛力相當巨大。

除此之外，在焊接機器人越來越普及的同時，國內的焊接機器人技術也在朝著理論更先進、運行更穩(wěn)定、生產更高效、操作更精準的方向不斷發(fā)展，并在很多方面取得創(chuàng)新成果，揭示了無論是在國際還是國內，焊接機器人在未來的發(fā)展前景都是不可預計的。

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