點焊機器人的優(yōu)勢

　　如果說弧焊機器人的使用大大提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和焊接效率，點焊機器人則具有更多的優(yōu)勢，帶來的經(jīng)濟效益也更加可觀，主要體現(xiàn)在：

　　a.機器人點焊時，大多采用鉗體與變壓器一體化方式，變壓器的容量可以減小到1/3～1/4，節(jié)約了能源，并且極大地減輕了操作者繁重的體力勞動。

　　b.點焊機器人有更多的控制方式控制焊鉗壓力和焊接條件的自動切換，針對不同打點位置可輕松實現(xiàn)獨特的焊接時序，大大提高了打點質(zhì)量，避免了焊點漏打、多打及位置不準(zhǔn)確等問題。

　　c.點焊機器人在打點效率上的優(yōu)勢明顯，可提8~10倍。我們的一個上海的客戶，設(shè)備臨時出現(xiàn)故障，由于當(dāng)時工期緊，他們臨時采用手工來點焊同樣的工件，結(jié)果4把手工焊鉗在兩個輪班只能生產(chǎn)40件，而機器人正常生產(chǎn)時，在一個輪班就能完成90件左右。

　　d.點焊機器人可以使用機器人的一些獨有技術(shù)進(jìn)一步對焊接時序進(jìn)行控制，使焊接效率和焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高。如，電動焊鉗在機器人上的使用不僅僅是加壓方式的改變，其優(yōu)勢更體現(xiàn)在機器人對它的行程的控制方面：①可以根據(jù)焊點的位置實現(xiàn)理想的行程；因此，大力推廣應(yīng)用焊接機器人，提高焊接自動化水平是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。②焊接過程中可以分段控制焊鉗壓力；③可以控制焊接條件輸出的時間節(jié)點；④可以運用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式，大大縮短了示教時間。

焊接機器人生產(chǎn)中的質(zhì)量控制

　　焊接機器人的先進(jìn)技術(shù)為我們提供了很好的生產(chǎn)工具，但這并不意味著我們一定可以實現(xiàn)高質(zhì)量的焊接生產(chǎn)。焊接機器人應(yīng)用技術(shù)是一個系統(tǒng)工程，通過近10年的工作經(jīng)驗總結(jié)，我覺得以下幾個方面的工作不容忽視：

　　建立并培養(yǎng)一個具有機器人技術(shù)素養(yǎng)的隊伍

　　焊接機器人工程是機電一體化技術(shù)的濃縮，其中包含了機器人技術(shù)、自動化控制技術(shù)、焊接技術(shù)等。期望一個企業(yè)培養(yǎng)的技術(shù)人才是不現(xiàn)實的，但是焊接機器人的應(yīng)用狀況又確實與這些人的技術(shù)素養(yǎng)相關(guān)。與焊接機器人應(yīng)用相配套的質(zhì)量控制設(shè)備也在不斷發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）機器人自身的質(zhì)量控制及焊接管理的功能已經(jīng)非常完善，如，焊接保護(hù)氣流量的監(jiān)控、導(dǎo)電嘴更換時間間隔的管理等。所以，我認(rèn)為機器人用戶可以建立一個服務(wù)于機器人應(yīng)用的隊伍，在這個隊伍中，可以分為機器人設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)管理、焊接工藝和機器人作業(yè)程序調(diào)試及現(xiàn)場生產(chǎn)操作等幾類人員，各司其職，各負(fù)其責(zé)。

　?。?）機器人設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)管理人員主要負(fù)責(zé)機器人系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)及管理、機器人應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)和利用，以挖掘機器人的工作能力為目的。

　?。?）焊接工藝和機器人作業(yè)程序調(diào)試人員主要負(fù)責(zé)機器人作業(yè)程序的管理工作，焊接機器人應(yīng)用的目的是為焊接生產(chǎn)服務(wù)，焊接工藝員對焊接品質(zhì)的把握是機器人焊接質(zhì)量的關(guān)鍵所在，他的職責(zé)是讓機器人成為他得心應(yīng)手的工具，把他的焊接思路完整地傳達(dá)給機器人。（3）我國的焊接裝備水平、前后道工序設(shè)備的制造水平及系統(tǒng)集成能力與國外仍然存在很大差距，這直接制約了機器人在國內(nèi)其它行業(yè)的發(fā)展。

　?。?）現(xiàn)場生產(chǎn)操作人員的主要工作雖然是裝卸工件，但僅有這些是不夠的，還必須要有自己的判斷能力，并且能夠?qū)⒑附訖C器人工作過程中的表現(xiàn)準(zhǔn)確及時地反饋給機器人設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)管理人員，包括焊接工藝和機器人作業(yè)程序調(diào)試人員，這樣有利于設(shè)備一旦出現(xiàn)故障時立即做出準(zhǔn)確判斷，制訂故障解決方案，為恢復(fù)生產(chǎn)搶得時間。焊接過程中，可根據(jù)作業(yè)內(nèi)容選擇多臺機器人協(xié)調(diào)作業(yè)，或選擇單臺機器人獨立作業(yè)，控制器實時監(jiān)控手臂間的干涉，即使在示教中，也能防止機器人間發(fā)生碰撞。

焊接是高速列車制造過程中和基本的工藝方法。隨著列車高速化和輕量化， 各部件的服役環(huán)境惡化， 對車體和轉(zhuǎn)向架的焊接技術(shù)提出了更高的要求。在所有的智能化制造裝備中，機器人無疑是柔性制造自動化的集中體現(xiàn)。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。

《智能制造科技發(fā)展 “十二五” 專項規(guī)劃》 指出：“中國已是世界第二大經(jīng)濟體和制造業(yè)大國， 但自主創(chuàng)新能力薄弱、 先進(jìn)裝備貿(mào)易逆差嚴(yán)重、 裝備與智能裝備嚴(yán)重依賴進(jìn)口， 嚴(yán)重制約我國制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。而智能制造技術(shù)是世界制造業(yè)未來發(fā)展的重要方向之一” 。而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后，焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動。近年來， 我國高速鐵路和高速列車發(fā)展迅猛， 獲得了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重大科技成果。但是， 我國高速列車制造過程與國外高速列車生產(chǎn)現(xiàn)狀還有一定差距， 行業(yè)中的裝備和智能裝備依賴進(jìn)口。走智能制造的道路也是我國未來高速列車制造業(yè)發(fā)展的趨勢。

智能制造終目標(biāo)是實現(xiàn) “設(shè)計過程、 制造過程和制造裝備智能化”， 包括產(chǎn)品設(shè)計中的數(shù)字化，制造過程中的傳感信息化和網(wǎng)絡(luò)化， 制造裝備的數(shù)字化和智能化。其中， 制造裝備的智能化是實現(xiàn)整體制造智能化的前提和基礎(chǔ)。傳感結(jié)果通過數(shù)據(jù)接口傳輸給機器人控制，由控制器發(fā)出指令對機器人的運動進(jìn)行調(diào)整。在所有的智能化制造裝備中， 機器人無疑是柔性制造自動化的集中體現(xiàn)。而在高速列車的生產(chǎn)中， 焊接又占據(jù)了相當(dāng)大的比重， 焊接機器人必然在高速列車智能制造中發(fā)揮重要作用。本文在分析焊接機器人的發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，給出其在高速列車制造行業(yè)中的應(yīng)用前景。

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。隨著機器人售價的降低和人工成本的增加，使用機器人所帶來的經(jīng)濟效益越來越驅(qū)動企業(yè)使用機器人進(jìn)行焊接。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。

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(dá)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。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(dá)一個球體。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(fù)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。近年來點焊用機器人（負(fù)載100～150kg）大多選用平行四邊形結(jié)構(gòu)形式的機器人。