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- 2020-05-28 20:36:56
弧焊机器人多采用气体保护焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制，而焊接电源多为模拟控制，所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。
近年来，国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备，在这些焊接设备内已经插入相应的接口板，所以弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。应该指出的是，在弧焊机器人工作周期中，电弧时间所占的比例较大，因此在选择焊接电源时，一般应按持续率100％来确定电源的容量。送丝机构可以装在机器人的上臂上，也可以放在机器人之外，前者焊枪到送丝机之间的软管较短，有利于保持送丝的稳定性，而后者软管校长，当机器人把焊枪送到某些位置，使软管处于多弯曲状态，会严重影响送丝的质量，所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。
焊接机器人由示教再现型向智能型发展， 增强其柔性和适应性， 传感器是必不可少的。对于自主焊接来说， 传感器感知外部环境的变化通知机器人，机器人实时调整工作状态， 以适应环境的变化这一点对于焊接来说尤为重要。在实际焊接过程中， 焊接条件是经常变化的， 如加工和装配上的误差会造成焊缝位置和尺寸的变化， 焊接过程中工件受热及散热条件改变会造成焊道变形和熔透不均。为了克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响， 需提高机器人作业的智能化水平和工作的可靠性， 要求弧焊机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪， 而且还能实现焊接参数的在线检测、 调整和焊缝质量的实时控制。目前， 应用比较成熟的传感器主要是焊缝跟踪传感器， 主要有电弧跟踪和激光跟踪两大类， 分别如图所示。
电弧跟踪传感优点是简单， 不用附加另外的传感装置，发那科焊接机器人设备， 但它只适用于熔化极焊接场合。目前很多商用机器人已具有电弧跟踪传感功能。激光跟踪传感由于其优越的性能， 已成为有前途、 发展快的焊接传感器。由激光二极管发射的激光束入射到工件表面， 经金属表面反射， 由 CCD 摄像机接收成像。可以看到， 当工件位置不同时， 激光光斑成像在 CCD 上的位置是不同的。如果已知激光入射角度， 通过图像上的光斑位置，发那科焊接机器人出售， 就可以计算出工件上点的三维信息。除了这种点式激光光源， 目前更多的焊缝激光传感器采用激光条纹作为光源。加拿大Servorobot 和英国 meta 公司已有商业化的产品出售。这类专业的激光焊缝跟踪传感器的售价一般在20 万元以上， 比机器人本体还要昂贵。传感结果通过数据接口传输给机器人控制， 由控制器发出指令对机器人的运动进行调整。
焊接是高速列车制造过程中和基本的工艺方法。随着列车高速化和轻量化， 各部件的服役环境恶化， 对车体和转向架的焊接技术提出了更高的要求。采用焊接机器人工作站或自动焊接专机是提高和稳定焊接质量的重要途径， 而且随着劳动力成本的提高， 机器人焊接的成本优势越来越明显。
《智能制造科技发展 “十二五” 专项规划》 指出：“中国已是世界第二大经济体和制造业大国， 但自主创新能力薄弱、 先进装备贸易逆差严重、 装备与智能装备严重依赖进口， 严重制约我国制造产业健康发展。而智能制造技术是世界制造业未来发展的重要方向之一” 。近年来， 我国高速铁路和高速列车发展迅猛，温州焊接机器人， 获得了一系列具有自主知识产权的重大科技成果。但是， 我国高速列车制造过程与国外高速列车生产现状还有一定差距， 行业中的装备和智能装备依赖进口。走智能制造的道路也是我国未来高速列车制造业发展的趋势。
智能制造终目标是实现 “设计过程、 制造过程和制造装备智能化”， 包括产品设计中的数字化，制造过程中的传感信息化和网络化， 制造装备的数字化和智能化。其中， 制造装备的智能化是实现整体制造智能化的前提和基础。在所有的智能化制造装备中， 机器人无疑是柔性制造自动化的集中体现。而在高速列车的生产中，发那科焊接机器人销售， 焊接又占据了相当大的比重， 焊接机器人必然在高速列车智能制造中发挥重要作用。本文在分析焊接机器人的发展现状基础上，给出其在高速列车制造行业中的应用前景。