弧焊機器人是什么？

弧焊機器人是指用于進行自動弧焊的工業(yè)機器人，其組成和原理與點焊機器人基本相同，在20世紀80年代中期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的蔡鶴皋、吳林等教授研制出了中國第一臺弧焊機器人——華宇-Ⅰ型弧焊機器人。

弧焊機器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn)。在該領(lǐng)域，國際大弧焊機器人型工業(yè)機器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。

一般的弧焊機器人是由示教盒、控制盤、機器人本體及自動送絲裝置、焊接電源等部分組成?？梢栽谟嬎銠C的控制下實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制和點位控制。還可以利用直線插補和圓弧插補功能焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫?；『笝C器人主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型，具有可長期進行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點。隨著技術(shù)的發(fā)展，弧焊機器人人正向著智能化的方向發(fā)展。

弧焊機器人系統(tǒng)基本組成為：機器人本體、控制系統(tǒng)、示教器、焊接電源、焊槍、焊接夾具、安全防護設(shè)施。

系統(tǒng)組成還可根據(jù)焊接方法的不同以及具體待焊工件焊接工藝要求的不同等情況，選擇性擴展以下裝置：送絲機、清槍剪絲裝置、冷卻水箱、焊劑輸送和回收裝置（SAW時）、移動裝置、焊接變位機、傳感裝置、除塵裝置等。

弧焊機器人特點

弧焊機器人主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類型，具有可長期進行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點。其工序要比點焊機器人的工序復(fù)雜,由工具中心點(TCP),即焊絲端頭的運動軌跡、焊槍姿態(tài)、焊接參數(shù)都要求精確控制。所以,弧焊用機器人還必須具備一些適合弧焊要求的功能。

雖然從理論上講,有5個軸的機器人就可以用于電弧焊,但是對復(fù)雜形狀的焊縫,用5個軸的機器人會有困難。因此,除非焊縫比較簡單,否則應(yīng)盡量選用6軸機器人。

弧焊機器人在作“之”字形拐角焊或小直徑圓焊縫焊接時,其軌跡應(yīng)能貼近示教的軌跡,此外還應(yīng)具備不同擺動樣式的軟件功能,供編程時選用,以便作擺動焊,而且擺動在每一周期中的停頓點處,機器人也應(yīng)自動停止向前運動,以滿足工藝要求。此外,還應(yīng)有接觸尋位、自動尋找焊縫起點位置、電弧跟蹤及自動再引弧功能等。

焊接機器人應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，工業(yè)機器人與自動化成套裝備是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備,可用于制造、安裝、檢測、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié),并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè),應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

三種焊接方法

1、氣體保護電弧焊：

利用氬氣作為焊接區(qū)域保護氣體的氬弧焊、利用二氧化碳作為焊接區(qū)域保護氣體的二氧化碳保護焊等，均屬于氣體保護電弧焊。

其基本原理是在以電弧為熱源進行焊接時，同時從噴槍的噴嘴中連續(xù)噴出保護氣體把空氣與焊接區(qū)域中的熔化金屬隔離開來，以保護電弧和焊接熔池中的液態(tài)金屬不受大氣中的氧、氮、氫等污染，以達到提高焊接質(zhì)量的目的。

2、鎢極氬弧焊：

以高熔點的金屬鎢棒作為焊接時產(chǎn)生電弧的一個電極，并處在氬氣保護下的電弧焊，常用于不銹鋼、高溫合金等要求嚴格的焊接。

3、等離子電弧焊：

由鎢極氬弧焊發(fā)展起來的一種焊接方法，等離子弧是離子氣被電離產(chǎn)生高溫離子氣流，從噴嘴細孔中噴出，經(jīng)壓縮形成細長的弧柱，高于常規(guī)的自由電弧，如：氬弧焊僅達5000－8000K。由于等離子弧具有弧柱細長，能量密度高的特點，因而在焊接領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

三種氣體保護焊

弧焊機器人多采用氣體保護焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶閘管式、逆變式、波形控制式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可以裝到機器人上作電弧焊。由于機器人控制柜采用數(shù)字控制，而焊接電源多為模擬控制，所以需要在焊接電源與控制柜之間加一個接口。

近年來，國外機器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設(shè)備，這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)播人相應(yīng)的接口板、所以上圖的弧焊機器人系統(tǒng)中并沒有附加接口箱。

應(yīng)該指出，在弧焊機器人工作周期中電弧時間所占的比例較大，因此在選擇焊接電源時，一般應(yīng)按持續(xù)率100％來確定電源的容量。

1、MIG焊（熔化極氣體保護電弧焊）：

這種焊接方法是利用連續(xù)送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬嘴噴出的氣體來保護電弧進行焊接的。惰性氣體一般為氬氣。

2、TIG焊（惰性氣體鎢極保護焊）：

TIG焊的熱源為直流電弧，工作電壓為10～15伏，但電流可達300安培，把工件作為正極，焊炬中的鎢極作為負極。 惰性氣體一般為氬氣。

3、MAG焊（熔化極活性氣體保護焊）：

熔化極活性氣體保護焊是采用在惰性氣體中加入一定量的活性氣體，如O2、CO2等作為保護氣體。

審核編輯 黃昊宇