隨著產品向高品質、多品種的方向發展以及人們對改良生產環境意識的進一步進步，機器人作為發明舒服環境的一種手段，其利用越來越普遍。本文就重要介紹了產業機器人在古代制造業中的發展及其重要位置，論述了機器人的利用范疇，其中具體介紹了焊接機器人中的點焊機器人以及弧焊機器人。具體敘述了點焊機器人與弧焊機器人的基本功能及其所用的焊接設備。
 

　　一、 機器人產生及其發展情況
      機器人技巧的發展，它應當說是一個科學技巧發展獨特的一個綜合性的結果，也同時，為社會經濟發展產生了一個重大影響的一門科學技巧，它的發展歸功于在第二次世界大戰中，各國加強了經濟的投入，就加強了本國的經濟的發展
目前，產業機器人作為古代制造業重要的主動化設備，己經普遍利用于汽車、摩托車、工程機械、電子信息、家電、化工等行業，重要用于實現焊接、搬運、裝配、加工、噴漆、碼垛等作業。據統計，全世界己經有100多萬臺機器人投入利用，其中用于焊接作業的機器人占全部機器人的45%以上。機器人技巧己成為世界各國競相發展的高新技巧，其發展己成為衡量一個國度技巧水平發展水平的重要指標之一。
 

　　二、 機器人的利用范疇
      研制機器人的最初目標是為了幫助人們解脫沉重勞動或簡單的重復勞動，以及調換人到有輻射等危險環境中進行作業，因此機器人最早在汽車制造業跟核產業范疇得以利用。隨著機器人技巧的一直發展，產業范疇的焊接、噴漆、搬運、裝配、鑄造等場合，己經開端大量利用機器人。另外在軍事、大陸探測、航天、醫療、農業、林業甚到服務娛樂行業，也都開端利用機器人。
從機器人的用處來分，可能分為兩大類：軍用機器人跟民用機器人。
軍用機器人重要用于軍事上取代或幫助軍隊進行作戰、偵查、探險等工作。依據不同的作戰空間可分為地面軍用機器人、空中軍用機器人(即無人飛翔機)、水下軍用機器人跟空間軍用機器人等。軍用機器人的把持方法個別有自主操控式、半自主操控式、遙控式等多種方法。
      在民用機器人中，各種生產制造范疇中的產業機器人在數量上占絕對多數，成為機器人家族中的主力軍；其它各種品種的機器人也開端在不同的范疇得到研究開發跟利用。總體看來，若按用處罰，民用機器人可能分為以下多少個重要類別：
1、 產業機器人
      當初產業機器人重要用于汽車產業、機電產業（包含電訊產業）、通用機械產業、建造業、金屬加工、鑄造以及其它重型產業跟輕產業部分。自動化生產線就業于自動化、智能化水平較高的食品、醫藥、汽車以及機器人設計、生產等制造企業。從事機器人與自動化生產線相結合的工作站的設計、制作、安裝、調試、維護等工作，也可以從事機器人制造行業的銷售或售后服務工作。 
      機器人的產業利用分為四個方面，即資料加工、整機制造、產品考試跟裝配。其中，資料加工往往是最簡單的。整機制造包含鑄造、點焊、搗碎跟鑄造等。考試包含顯式考試（在加工進程中或加工后考試產品名義圖像跟多少何外形、整機跟尺寸的完全性）跟隱考試（在加工中考試整機品質上或名義上的完全性）兩種。裝配是最龐雜的利用范疇，因為它可能包含資料加工、在線考試、整機供給、配套、劑壓跟緊固等工序。在農業方面，已把機器人用于生果跟蔬菜嫁接、收獲、考試與分類，剪羊毛跟擠牛奶等。這是一個潛在的產業機器人利用范疇。
2、 服務機器人
      在一些科幻影片、電視片或影碟中，多少存在外形的機器人常被用來幫助或取代人去履行人不樂意做或危險跟艱苦的任務。今天在事實生活中可能看到的最瀕臨于人類的機器人可能要算家用機器人了。家用機器人可能掃除地板而不碰到家具。不過它的價格目前還較高，影響到它的推廣利用。隨著家用機器人造價的大幅度降落，它將獲得日益普遍的利用。 
      服務機器人尚處于開發及遍布的早期階段，目前國際上對它還不普遍否定的嚴格定義，它的定義是由操作型產業機器人引伸而來的。依據國際機器人結合會（IFR）采取的初步定義，所謂服務機器人是一種半自主或全自主工作的機器人，它實現的是有利于人類健康的服務工作，但不包含那些從事生產的設備。另一種定義把服務機器人看做一種可自由編程的挪動裝置，它至少有三個活動軸，可能局部地或全主動地實現服務工作。這些服務工作為個人或單位實現的，不指產業生產服務。 
     依據這個定義，操作型產業機器人也可能看作是服務機器人，假如它們設備在非制造業的話。服務機器人往往是可能挪動的（并非老是挪動的）。在某些情況下，服務機器人是由一個挪動平臺形成，在它上面裝有一只或多少只手臂，其把持方法與產業機器人手臂的把持方法雷同。
 

　　三、 焊接機器人
      隨著我國加入WTO，我國經濟的發展跟國際正在接軌，國內競爭跟國際競爭的界線將越來越含糊，改革從前的生產方法跟治理模式已火燒眉毛。在焊接范疇也是如此，采取主動化焊接進步生產率跟產品德量已是大勢所趨。在大型企業是這樣，對中小型企業也是如此。 
　　采取機器人進行焊接作業可能極大地進步生產效益跟經濟效力；另一方面，機器人的移位速度快，可達3m/s，甚至更快。因此，個別而言，采取機器人焊接比同樣用人工焊接效力可進步2～4倍，焊接品質精良且牢固。
      隨著電子技巧、盤算機技巧、數控及機器人技巧的發展，主動弧焊機器人工作站, 從60年代開端用于生產以來，其技巧已日益成熟，重要有以下優點： 
1）牢固跟進步焊接品質； 
2）進步勞動生產率； 
3）改良工人勞動強度，可在有害環境下工作； 
4）降落了對工人操作技巧的請求； 
5）縮短了產品改型換代的準備周期，減少相應的設備投資。 
因此，在各行各業已得到了普遍的利用。
 

　　① 焊接機器人的組成、
      焊接機器人重要包含機器人跟焊接設備兩局部。機器人由機器人本體跟把持柜（硬件及軟件）組成。而焊接設備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源，（包含其把持體系）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等局部組成。對智能機器人還應有傳感體系，如激光或攝像傳感器及其把持裝置等。

　　② 點焊機器人
      點焊機器人是用于點焊主動作業的產業機器人。世界上第一臺點焊機于1965年開端利用，是美國Unimation公司推出的Unimate機器人，中國在1987年自行研制成第一臺點焊機器人──華宇-Ⅰ型點焊機器人。點焊機器人由機器人本體、盤算機把持體系、示教盒跟點焊焊接體系多少局部組成，因為為了適應靈活動作的工作請求，通常電焊機器人選用關節式產業機器人的基本設計，個別存在六個自由度：腰轉、大臂轉、小臂轉、腕轉、腕擺及腕捻。其驅動方法有液壓驅動跟電氣驅動兩種。其中電氣驅動存在頤養維修簡便、能耗低、速度高、精度高、保險性好等優點，因此利用較為普遍。點焊機器人依照示教程序劃定的動作、順序跟參數進行點焊作業，其進程是完全主動化的，并且存在與外 部設備通信的接口，可能通過這一接口接收上一級主控與治理盤算機的把持命令進行工作。
1、點焊機器人的基本功能
      點焊對所用的機器人的請求是不很高的。因為點焊只有點位把持，至于焊鉗在點與點之間的挪動軌跡不嚴格請求。這也是機器人最早只能用于點焊的起因。點焊用機器人不僅要有足夠的負載才干，而且在點與點之間移位時速度要快捷，動作要平穩，定位要正確，以減少移位的時光，進步工作效力。點焊機器人須要有多大的負載才干，取決于所用的焊鉗情勢。對用與變壓器分別的焊鉗，30～45kg負載的機器人就足夠了。然而，這種焊鉗一方面因為二次電纜線長，電能損耗大，也不利于機器人將焊鉗伸入工件內部焊接；另一方面電纜線隨機器人活動而不停擺動，電纜的破壞較快。因此，目前逐步增多采取一體式焊鉗。這種焊鉗連同變壓器品質在70kg左右。考慮到機器人要有足夠的負載才干，能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進行焊接，個別都選用100～150kg負載的重型機器人。為了適應連續點焊時焊鉗短間隔疾速移位的請求。新的重型機器人增加了可在0.3s內實現50mm位移的功能。這對電機的機能，微機的運算速度跟算法都提出更高的請求。
2、 點焊機器人的焊接設備
      點焊機器人的焊接設備，因為采取了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以變壓器必須盡量小型化。對容量較小的變壓器可能用50Hz工頻交換，而對容量較大的變壓器，已經開端采取逆變技巧把50Hz工頻交換變為600～700Hz交換，使變壓器的體積減少、減輕。變壓后可能直接用600～700Hz交換電焊接，也可能再進行二次整流，用直流電焊接。焊接參數由定時器調節，參見圖1b。新型定時器已經微機化，因此機器人把持柜可能直接把持定時器，無需另配接口。點焊機器人的焊鉗，通常用氣動的焊鉗，氣動焊鉗兩個電極之間的開口度個別只有兩級沖程。而且電極壓力一旦調定后是不能隨便變更的。近年來呈現一種新的電伺服點焊鉗，如圖4所示。焊鉗的張開跟閉合由伺服電機驅動，碼盤反饋，使這種焊鉗的張開度可能依據實際須要任意選定并預置。而且電極間的壓緊力也可能無級調節。這種新的電伺服點焊鉗存在如下優點： 
1）每個焊點的焊接周期可大幅度降落，因為焊鉗的張開水平是由機器人正確把持的，機器人在點與點之間的挪動進程、焊鉗就可能開端閉合；而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可能一邊位移，不必等機器人到位后焊鉗才閉會或焊鉗完全張開后機器人再挪動； 
2）焊鉗張開度可能依據工件的情況任意調劑，只有不產生碰撞或干涉盡可能減少張開度，以節儉焊鉗開度，以節儉焊鉗開合所占的時光。焊接機器人從事焊接的工業機器人。根據國際標準化組織工業機器人屬于標準焊接機器人的定義，工業機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機，具有三個或更多可編程的軸，用于工業自動化領域。 
3）焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可能調節，而且在閉合時兩電極是微微閉合，減少撞擊變形跟噪聲。

　　③弧焊機器人 
      弧焊機器人是用于進行主動弧焊的產業機器人。弧焊機器人的組成跟原理與點焊機器人基本雷同，中國在20世紀80年代中期研制出華宇-Ⅰ型弧焊機器人。個別的弧焊機器人是由示教盒、把持盤、機器人本體及主動送絲裝置、焊接電源等局部組成。可能在盤算機的把持下實現連續軌跡把持跟點位把持。還可能利用直線插補跟圓弧插補功能焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫。弧焊機器人重要有熔化極焊接作業跟非熔化極焊接作業兩品種型，存在可長期進行焊接作業、保障焊接作業的高生產率、高品質跟高牢固性等特點。隨著技巧的發展，弧焊機器人人正向著智能化的方向發展。
1、 弧焊機器人的基本功能
      弧焊進程比點焊進程要龐雜得多，工具中心點（TCP），也就是焊絲端頭的活動軌跡、焊槍姿勢、焊接參數都請求正確把持。所以，弧焊用機器人除了前面所述的個別功能外，還必須具備一些適合弧焊請求的功能。 
      誠然從實際上講，有5個軸的機器人就可能用于電弧焊，然而對龐雜外形的焊縫，用5個軸的機器人會有艱苦。因此，除非焊縫比較簡單，否則應盡量選用6軸機器人。  
　弧焊機器人除前面提及的在作“之”字形拐角焊或小直徑圓焊縫焊接時，其軌跡應能貼近示教的軌跡之外，還應具備不同擺動款式的軟件功能，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，機器人也應主動結束向前活動，以滿意工藝請求。此外，還應有接觸尋位、主動尋找焊縫出發點位置、電弧跟蹤及主動再引弧功能等。                                                         
 
2、 弧焊機器人用的焊接設備
      弧焊機器人多采取氣體維護焊方法（MA
　　G、MI
　　G、TIG），通常的晶閘管式、逆變式、波形把持式、脈沖或非脈沖式等的焊接電源都可能裝到機器人上作電弧焊。自動化工作站與自動化專業屬于智能制造時代低成本創業專業。因為機器人把持柜采取數字把持，而焊接電源多為模仿把持，所以須要在焊接電源與把持柜之間加一個接口。近年來，國外機器人生產廠都有自己特定的配套焊接設備，這些焊接設備內已經播人相應的接口板、所以在圖1a中的弧焊機器人體系中并不附加接口箱。應當指出，在弧焊機器人工作周期中電弧時光所占的比例較大，因此在抉擇焊接電源時，個別應按連續率100％來判斷電源的容量。 
送絲機構可能裝在機器人的上臂上，也可能放在機器人之外，前者焊槍到送絲機之間的軟管較短，有利于堅持送絲的牢固性，而后者軟管校長，當機器人把焊槍送到某些位置，使軟管處于多曲折狀況，會重大影響送絲的品質。所以送絲機的裝置方法一定要考慮保障送絲牢固性的問題。
 

　　四、 總結
      產業機器人技巧的研究、發展以及利用，有力的推動了世界產業技巧的進步。特別是焊接機器人在高質高效的焊接生產中，施展了極其重要的作用。誠然我國產業生產經過多少十年的盡力，獲得了很大的發展，但焊接生產作業的操作方法還絕對比較落伍而焊接機器人的呈現，豈但可能轉變傳統的焊接生產作業模式，在下降生產工人勞動的前提下，極大的進步了焊接生產率跟焊接品質。目前，機器人在國外得到了敏捷的發展，已經進入了一個全新技巧階段。尤其是產業發達的美國、日本等國，機器人已經形成了一個獨破的產業，這使得我國在國際市場競爭更加激烈，對產業機器人的須要會越來越大，我國的產業機器人產業將面臨信的發展機會跟來自國外的挑釁，咱們要掌握這一機會，迎接挑釁，為我國躋身于機器人強國之列而盡力。