焊接传感器
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。焊接机器人就是在工业
库卡焊接机器人设备
焊接传感器
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。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。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， 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。（2）焊接工艺和机器人作业程序调试人员主要负责机器人作业程序的管理工作，焊接机器人应用的目的是为焊接生产服务，焊接工艺员对焊接的把握是机器人焊接质量的关键所在，他的职责是让机器人成为他得心应手的工具，把他的焊接思路完整地传达给机器人。如果已知激光入射角度， 通过图像上的光斑位置， 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。
焊接机器人的焊枪编程
要想焊接机器人得到好的焊接效果，除了硬件设施，像是配套机器人焊枪 ，清枪装置等设备外，好的编程也是必不可少的，好的编程需要注意以下这么步骤。
1. 选择合理的焊接顺序。以减小焊接变形、焊走路径长度来制定焊接顺序。2. 焊枪空间过渡要求移动轨迹较短、平滑、安全。3. 优化焊接参数。为了获得的焊接参数，制作工作试件进行焊接实验和工艺评定。4. 合理的变位机位置、焊枪姿态、焊枪相对接头的位置。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。工件在变位机上固定之后，若焊缝不是理想的位置与角度，就要求编程时不断调整变位机，使得焊接的焊缝按照焊接顺序逐次达到水平位置，同时要不断调整机器人各轴的位置，合理的确定焊枪相对接头的位置、角度与焊丝伸出长度。工件的位置确定之后，焊枪相对接头的位置通过编程者的双眼观察，难度较大。这就要求编程者善于总结积累经验。5. 及时插入清枪程序。编写一定长度的焊接程序后，应及时插入清枪程序。可以防止焊接飞溅堵塞焊接火口和导电嘴，保证焊枪的清洁，提高火口的使用寿命。6. 编制程序一般不能一步到位，要在机器人焊接过程中不断检验和修改，调整焊接参数及焊枪姿态等，才会形成一个好程序。
点焊对焊接机器人的要求不是很高。如何引进国外成熟的机器人应用技术为我们所用，如何在焊接质量控制上与国外接轨，如何培养国内的焊接机器人市场等一系列问题都等待着我们进一步努力。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求，这也是机器人早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提
高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能力，取决于所用的焊钳形式。对于用与变压器分离的焊钳，30～45kg负载的机器人就足够了。但是，这种焊钳一方面由于二次电缆线长，电能损耗大，也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接；另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动，电缆的损坏较快。因此，目前逐渐增多采用一体式焊钳。目前市场上机器人的售价越来越低，性价比越来越高，各个机器人厂商纷纷推出了11~13万的经济型弧焊机器人。这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。考虑到机器人要有足够的负载能力，能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接，一般都选用100～150kg负载的重型机器人。为了适应连续点焊时焊钳短距离移位的要求。新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。这对电机的性能，微机的运算速度和算法都提出更高的要求。
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