隨著產品向高品質、多品種的方向發展以及人們對改進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方位，論述了機器人的利用范疇，其間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狀況
　　機器人技能的發展，它應當說是一個科學技能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能，它的發展歸功于在第二次國際大戰中，各國加強了經濟的投入，就加強了本國的經濟的發展
　　當初，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、化工等職業，重要用于完結焊接、轉移、裝置、加工、噴漆、碼垛等作業。據統計，全國際己經有100多萬臺機器人投入應用，其間用于焊接作業的機器人占全部機器人的45%以上。機器人技能己成為國際各國競相發展的高新技能，其發展己成為衡量一個國度技能水平發展水平的重要目標之一。
　　二、 機器人的利用范疇
　　研發機器人的最初用意是為了幫助人們解脫沉重勞作或簡單的重復勞作，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。通用機器人你可以通過QBASIC語言編程，直接指揮機器人畫畫、做數學題、滅火、走迷宮、踢足球、做游戲，還可以指揮機器人演奏動聽的音樂，做你想要做的許多事情。隨著機器人技能的一直發展，產業范疇的焊接、噴漆、轉移、裝置、鑄造等場合，己經開端很多應用機器人。另外在軍事、大陸勘察、航天、醫療、農業、林業甚到服務娛樂職業，也都開端應用機器人。
　　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。焊接機器人是從事焊接（包含切割與噴涂）的產業機器人。依據國際標準化組織（ISO）產業機器人屬于標準焊接機器人的定義，產業機器人是一種多用處的、可重復編程的主動把持操作機（Manipulator），存在三個或更多可編程的軸，用于產業主動化范疇。
　　軍用機器人重要用于軍事上取代或幫助戎前進行作戰、偵查、探險等作業。依據不同的作戰空間可分為地上軍用機器人、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。軍用機器人的操控辦法個別有自主操控式、半自主操控式、遙控式等多種辦法。
　　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，成為機器人宗族中的主力軍;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局部。
　　機器人的產業利用分為四個方面，即資料加工、整機制造、產品查驗跟裝置。其間，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。查驗包含顯式查驗(在加工進程中或加工后查驗產品名義圖畫跟多少何外形、整機跟尺寸的完全性)跟隱查驗(在加工中查驗整機品質上或名義上的完全性)兩種。裝置是最混亂的利用范疇，因為它可能包含資料加工、在線查驗、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、查驗與分類，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忙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。不過它的價格當初還較高，影響到它的推廣利用。隨著家用機器人造價的大起伏降落，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，當初國際上對它還不普遍承認的嚴格界說，它的界說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)選用的初步界說，所謂服務機器人是一種半自主或全自主作業的機器人，它完結的是有利于人類健康的服務作業，但不包含那些從事生產的設備。另一種界說把服務機器人看做一種可自由編程的挪動設備，它至少有三個活動軸，可能局部地或全主動地完結服務作業。這些服務作業為個人或單位完結的，不指產業生產服務。
　　依據這個界說，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)。在某些狀況下，服務機器人是由一個挪動渠道形成，在它上面裝有一只或多少只手臂，其操控辦法與產業機器人手臂的操控辦法雷同。
　　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，國內競賽跟國際競賽的邊界將越來越含糊，改革曩昔的生產辦法跟治理情勢已火燒眉毛。在焊接范疇也是如此，選用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。
　　選用機器人進行焊接作業可能極大地進步生產效益跟經濟功率;另一方面，機器人的移位速度快，可達3m/s，乃至更快。因此，個別而言，選用機器人焊接比雷同用人工焊接功率可進步2～4倍，焊接品質精良且平穩。
　　隨著電子技能、盤算機技能、數控及機器人技能的發展，主動弧焊機器人作業站, 從60年代開端用于生產以來，其技能已日益成熟，重要有以下優點：
　　1)平穩跟進步焊接品質;
　　2)進步勞作生產率;
　　3)改進工人勞作強度，可在有害環境下作業;
　　4)降落了對工人操作技能的請求;
　　5)縮短了產品改型換代的準備周期，削減相應的設備投資。
　　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操控柜(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，(包含其操控體系)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等局部組成。對于智能機器人還應有傳感體系，如激光或攝像傳感器及其操控設備等。
　　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。國際上第一臺點焊機于1965年開端應用，是美國Unimation公司推出的Unimate機器人，我國在1987年自行研發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、盤算機操控體系、示教盒跟點焊焊接體系多少局部組成，因為為了習慣靈敏動作的作業請求，個別電焊機器人選用關節式產業機器人的基本計劃，個別存在六個自由度：腰轉、大臂轉、小臂轉、腕轉、腕擺及腕捻。其驅動辦法有液壓驅動跟電氣驅動兩種。其間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規矩的動作、順序跟參數進行點焊作業，其進程是徹底主動化的，并且存在與外 部設備通信的接口，可能經過這一接口蒙受上一級主控與治理盤算機的操控命令進行作業。
　　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。因為點焊只有點位操控，至于焊鉗在點與點之間的挪動軌道不嚴格請求。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滿意的負載才干，并且在點與點之間移位時速度要便利，動作要平穩，定位要正確，以削減移位的時刻，進步作業功率。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。對于用與變壓器分別的焊鉗，30～45kg負載的機器人就滿意了。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搖擺，電纜的破壞較快。因此，當初逐步增多選用一體式焊鉗。這種焊鉗連同變壓器品質在70kg左右。考慮到機器人要有滿意的負載才干，能以較大的加速度將焊鉗送到空間方位進行焊接，個別都選用100～150kg負載的重型機器人。為了習慣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內完結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，因為選用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后邊，所以變壓器有必要盡量小型化。對于容量較小的變壓器可能用50Hz工頻溝通，而對于容量較大的變壓器，現已開端選用逆變技能把50Hz工頻溝通變為600～700Hz溝通，使變壓器的體積削減、減輕。變壓后可能直接用600～700Hz溝通電焊接，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。新型定時器現已微機化，因此機器人操控柜可能直接操控定時器，無需另配接口。點焊機器人的焊鉗，個別用氣動的焊鉗，氣動焊鉗兩個電極之間的開口度個別只有兩級沖程。并且電極壓力一旦調定后是不能隨便變更的。近年來顯現一種新的電伺服點焊鉗，如圖4所示。焊鉗的打開跟閉合由伺服電機驅動，碼盤反應，使這種焊鉗的打開度可能依據實際須要任意選定并預置。并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起伏降落，因為焊鉗的打開水平是由機器人正確操控的，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，焊鉗一邊打開，機器人就可能一邊位移，不必等機器人到位后焊鉗才結束會議或焊鉗徹底打開后機器人再挪動;
　　2)焊鉗打開度可能依據工件的狀況任意調劑，只有不產生磕碰或干與盡可能削減打開度，以節儉焊鉗開度，以節儉焊鉗開合所占的時刻。
　　3)焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可能調節，并且在閉合時兩電極是微微閉合，削減撞擊變形跟噪聲。
　　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。上下料機器人能滿足“快速/大批量加工節拍”、“節省人力成本”、“提高生產效率”等要求，成為越來越多工廠的理想選擇。弧焊機器人的組成跟原理與點焊機器人基本雷同，我國在20世紀80年代中期研發出華宇-Ⅰ型弧焊機器人。個別的弧焊機器人是由示教盒、操控盤、機器人本體及主動送絲設備、焊接電源等局部組成。可能在盤算機的操控下實現連續軌道操控跟點位操控。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、確保焊接作業的高生產率、高品質跟高平穩性等特點。隨著技能的發展，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混亂得多，貨色中心點(TCP)，也就是焊絲端頭的活動軌道、焊槍姿勢、焊接參數都請求正確操控。所以，弧焊用機器人除了前面所述的個別功能外，還有必要具備一些適合弧焊請求的功能。
　　只管從實際上講，有5個軸的機器人就可能用于電弧焊，然而對混亂外形的焊縫，用5個軸的機器人會有艱苦。上下料機器人能滿足“快速/大批量加工節拍”、“節省人力成本”、“提高生產效率”等要求，成為越來越多工廠的理想選擇。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。圖1
　　A、b表示弧焊機器人跟點焊機器人的基本組成。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 ;字形角落焊或小直徑圓焊縫焊接時，其軌道應能貼近示教的軌道之外，還應具備不同搖擺格局的軟件功能，供編程時選用，以便作搖擺焊，并且搖擺在每一周期中的中斷點處，機器人也應主動中斷向前活動，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方位、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
　　弧焊機器人多選用氣體維護焊辦法(MA
　　G、MI
　　G、TIG)，個別的晶閘管式、逆變式、波形操控式、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。因為機器人操控柜選用數字操控，而焊接電源多為模仿操控，所以須要在焊接電源與操控柜之間加一個接口。近年來，國外機器人生產廠都有自己特定的配套焊接設備，這些焊接設備內現已播人相應的接口板、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，在弧焊機器人作業周期中電弧時刻所占的份額較大，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，有利于堅持送絲的平穩性，而后者軟管校長，當機器人把焊槍送到某些方位，使軟管處于多曲折狀況，會重大影響送絲的品質。所以送絲機的裝置辦法一定要考慮確輸送絲平穩性的問題。
　　四、 總結
　　產業機器人技能的研究、發展以及利用，有力的推動了國際產業技能的進步。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。只管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辦法還絕對比較落伍而焊接機器人的顯現，豈但可能轉變傳統的焊接生產作業情勢，在降落生產工人勞作的前提下，極大的進步了焊接生產率跟焊接品質。當初，機器人在國外得到了敏捷的發展，現已進入了一個全新技能階段。尤其是產業發達的美國、日本等國，機器人現已形成了一個獨破的產業，這使得我國在國際市場競賽更加激烈，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對信的發展機會跟來自國外的挑戰，咱們要掌握這一機會，迎接挑戰，為我國躋身于機器人強國之列而盡力。