焊接機器人工作站上使用主要為了實現(xiàn)三類功能

目前， 這類激光傳感器在焊接機器人工作站上使用主要為了實現(xiàn)三類功能：

（ 1 ） 初始焊位引導(dǎo)， 也稱為焊縫搜索或接頭搜索。由于裝配誤差， 可能引起焊縫位置的變化。此時如果仍然按照原示教結(jié)果進行焊接， 可能會出現(xiàn)焊偏現(xiàn)象。焊縫搜索是利用一次或多次搜索定位焊縫， 在焊接前平移機器人的編程路徑， 確保焊縫地熔敷在接頭上的過程。用于焊接機器人的焊縫搜索定位系統(tǒng)， 包括點式及條紋式的激光傳感器，適用于不同項目需求。采用裝有視覺系統(tǒng)的機器人已用于焊接這些工件，其中所用的機器人帶有焊接參數(shù)自適應(yīng)控制的功能。

（ 2 ） 焊接過程中對焊縫實時跟蹤。焊縫跟蹤也稱為接頭跟蹤， 是指在焊接位置前方進行實時跟蹤。這不僅可以校正機器人或?qū)C的軌跡， 而且可以實現(xiàn)自適應(yīng)控制， 例如通過調(diào)整電壓、 送絲速度或行走速度來改變焊縫成形。利用激光焊縫跟蹤傳感器在焊槍之前實時地檢測焊縫三維空間位置和曲面曲率， 并將此信息發(fā)送給機器人控制器， 引導(dǎo)焊槍移動。同樣地，焊接設(shè)備制造商為了實現(xiàn)機器人自動化焊接，在焊接電源的設(shè)計上也做了許多改進，如、機器人可檢出焊縫位置使用的高電壓，焊接電源做到了內(nèi)置。

（ 3 ） 焊后質(zhì)量檢測。利用激光傳感器的三維信息獲取能力， 可以對焊后的焊縫成形質(zhì)量和缺陷進行檢驗， 發(fā)現(xiàn)成形不良、 咬邊等缺陷。

值得注意的是， 目前一些機器人廠商， 如 OTC ，MOTOMAN 等， 已經(jīng)開始著手研制用于所產(chǎn)機器人的激光焊縫跟蹤傳感器。將來焊縫跟蹤激光傳感器將與焊接機器人協(xié)同工作得更好。先進的激光焊縫跟蹤傳感器不僅能夠感知被測點的三維位置， 還能夠擬合出工件的曲率， 從而不僅調(diào)節(jié)焊槍位置， 還可以幫助調(diào)節(jié)焊槍姿態(tài)， 如圖 4 所示。這樣在激光焊縫跟蹤傳感器的幫助下， 有可能完全省去示教步驟， 從而大大提高工作效率。目前， 焊縫跟蹤傳感器還是非常活躍的領(lǐng)域之一， 多條紋激光光源、 錐形激光光源等都有研究和應(yīng)用。所適用的焊接過程也從原來的單道焊接擴展到多層多道焊的焊縫跟蹤， 對于高反光的鋁合金材料焊接， 也能夠?qū)崿F(xiàn)有效跟蹤。《中國制造2025》作為我國實施制造強國戰(zhàn)略個十年的行動綱領(lǐng)，更是將智能制造作為核心和主攻方向。

焊接機器人的焊槍編程

要想焊接機器人得到好的焊接效果，除了硬件設(shè)施，像是配套機器人焊槍 ，清槍裝置等設(shè)備外，好的編程也是必不可少的，好的編程需要注意以下這么步驟。

1. 選擇合理的焊接順序。以減小焊接變形、焊走路徑長度來制定焊接順序。2. 焊槍空間過渡要求移動軌跡較短、平滑、安全。3. 優(yōu)化焊接參數(shù)。為了獲得的焊接參數(shù)，制作工作試件進行焊接實驗和工藝評定。4. 合理的變位機位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對接頭的位置。工件在變位機上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調(diào)整變位機，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置，同時要不斷調(diào)整機器人各軸的位置，合理的確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置確定之后，焊槍相對接頭的位置通過編程者的雙眼觀察，難度較大。這就要求編程者善于總結(jié)積累經(jīng)驗。5. 及時插入清槍程序。編寫一定長度的焊接程序后，應(yīng)及時插入清槍程序。可以防止焊接飛濺堵塞焊接火口和導(dǎo)電嘴，保證焊槍的清潔，提高火口的使用壽命。由激光二極管發(fā)射的激光束入射到工件表面，經(jīng)金屬表面反射，由CCD攝像機接收成像。6. 編制程序一般不能一步到位，要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會形成一個好程序。

焊接機器人主要包括機器人和焊接設(shè)備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對于智能機器人還應(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表示弧焊機器人和點焊機器人的基本組成。焊接機器人技術(shù)是工業(yè)機器人技術(shù)在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用，它能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序同時控制焊接端的動作和焊接過程，在不同的場合可以進行重新編程。

世界各國生產(chǎn)的焊接用機器人基本上都屬關(guān)節(jié)機器人，絕大部分有6個軸。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。焊接機器人本體的機械結(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)點是上、下臂的活動范圍大，使機器人的工作空間幾乎能達一個球體。因此，這種機器人可倒掛在機架上工作，以節(jié)省占地面積，方便地面物件的流動。但是這種側(cè)置式機器人，2、3軸為懸臂結(jié)構(gòu)，降低機器人的剛度，一般適用于負載較小的機器人，用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機器人其上臂是通過一根拉桿驅(qū)動的。拉桿與下臂組成一個平行四邊形的兩條邊。故而得名。早期開發(fā)的平行四邊形機器人工作空間比較?。ň窒抻跈C器人的前部），難以倒掛工作。但80年代后期以來開發(fā)的新型平行四邊形機器人（平行機器人），已能把工作空間擴大到機器人的頂部、背部及底部，又沒有測置式機器人的剛度問題，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機器人。采用焊接機器人工作站或自動焊接專機是提高和穩(wěn)定焊接質(zhì)量的重要途徑，而且隨著勞動力成本的提高，機器人焊接的成本優(yōu)勢越來越明顯。近年來點焊用機器人（負載100～150kg）大多選用平行四邊形結(jié)構(gòu)形式的機器人。

激光焊接：激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等激光參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。

特別是在大眾汽車創(chuàng)造的42米無縫焊接技術(shù)，大大提高了車身整體性和穩(wěn)定性之后，家電企業(yè)海爾集團隆重推出采用激光無縫焊接技術(shù)生產(chǎn)的洗衣機，先進的激光技術(shù)可以為人民的生活帶來巨大的改變。（2）20世紀(jì)90年代以來，先進技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備及工藝裝備的引進使我國的汽車制造水平訊速提高到規(guī)模化生產(chǎn)，國外焊接機器人大量進入中國。