点焊机器人的组成及应用说明_点焊机器人的组成及应用

点焊机器人是用于点焊自动化操作的工业机器人。世界上第一台点焊机于1965年投入使用。那是美国Unimation公司推出的一款Unimate机器人。1987年，中国研制出自己的第一台点焊机器人华宇一号点焊机器人。

由于点焊机器人工作时接触的是点和工件，所以点和工件的精确定位非常重要。焊接机器人的运动轨迹没有严格的规则。点焊机器人不仅承载能力强，而且需要点对点快速移动，移动平稳，定位准确，以减少位移时间，提高工作效率。

点焊机器人需要多大的负载能力取决于所用焊钳的类型。对于与变压器分离的焊钳，负载30 ~ 45 kg的机器人就足够了。但这种焊钳一方面二次电缆长，功率损耗大，不利于机器人将焊钳伸入工件内进行焊接。

另一方面，电缆随着机器人的移动不断摆动，电缆很快损坏。因此，目前集成式焊钳逐渐增多。这个焊钳和变压器的质量约为70kg。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进行焊接，一般选择负载100 ~ 150 kg的重型机器人。为了满足连续点焊时焊钳短距离快速移动的要求。新型重型机器人具有在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提出了更高的要求。

点焊机器人的应用

点焊机器人广泛应用于汽车工业。在组装每一个车身的时候，很大一部分焊点都是由机器人完成的。但是点焊机器人刚出现的时候，只是用来增强焊接操作的。后来为了保证拼接精度，开始完成定位焊接作业。

点焊机器人的分类、特点和用途

点焊机器人的组成

点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊系统组成。为了满足动作灵活的要求，焊接机器人通常采用关节式工业机器人的基本设计，一般有六个自由度：腰部旋转、手臂旋转、手腕旋转、手腕摆动和手腕扭转。驱动方式有液压驱动和电力驱动两种。其中，电传动具有维护简单、能耗低、速度快、精度高、安全性好等优点，因此得到广泛应用。

典型点焊机器人的组成

点焊机器人有多种结构形式，一般可分为三部分，即机器人本体、点焊系统和控制系统。目前点焊机器人应用广泛，其本体形式有落地式垂直多关节、悬挂式垂直多关节、直角坐标和定位焊接机器人。目前的主流机型是多用途大型六轴垂直多关节机器人。这是因为它的工作空间安装面积比例大，重量在100kg左右，可以增加整机的运动自由度。

点焊机器人控制系统由本体控制部分和焊接控制部分组成。主体控制部分主要是实现在线示教，焊点位置和精度控制，控制分段时间和程序转换，还通过改变主电路晶闸管的导通角实现焊接电流控制。

点焊机器人的焊接系统，也就是手臂上握着的焊枪，包括电极、电缆、气管、冷却水管和焊接变压器。焊枪比较重，要求手臂承重能力强。目前机器人点焊电源有两种，分别是单相工频交流点焊电源和逆变二次整流点焊电源。

在驱动形式上，由于电伺服技术的快速发展，液压伺服在机器人中的应用逐渐减少，甚至大型机器人也在向电机驱动方向过渡。随着微电子技术的发展，机器人技术在性能、小型化、可靠性和维护性方面日新月异。

在型号上，虽然主流仍是多用途大型6轴垂直多关节机器人，但为了机器人加工单元的需要，一些汽车厂商也尝试开发了3 ~ 5轴立体构型的小型特种机器人。

点焊机器人的基本功能和设备要求

在很多焊接方法中，由于点焊只需要点的控制，对焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格的要求，所以对点焊使用的机器人要求不是很高，这也是点焊机器人应用较早的原因之一。

但为了保证焊接质量，应满足基本要求。比如点焊机器人不仅要有足够的负载能力，而且要点对点快速移动，移动平稳，定位准确，这样才能减少位移时间，提高工作效率。

点焊机器人在实际焊接过程中需要多大的负载能力，主要取决于所使用的焊钳类型。对于与变压器分离的焊钳，负载30 ~ 45 kg的机器人就足够了。但这种焊钳一方面由于二次电缆长，功耗大，不利于机器人将焊钳伸入工件内进行焊接；另一方面，电缆随着机器人的移动不断摆动，电缆很快损坏。因此，一体式焊钳逐渐取代了它。

考虑到点焊机器人必须有足够的负载能力，以较大的加速度将焊钳送到空间进行焊接，一般选用负载100 ~ 150 kg的重型机器人。为了满足连续点焊时焊钳短距离快速位移的要求，一些重型机器人增加了在0.3 s内完成50mm位移的功能，这也对电机性能、微机运算速度和算法提出了更高的要求。

由于点焊机器人采用一体式焊钳，焊接变压器安装在焊钳后面，所以变压器必须尽可能小型化。对于小容量的变压器，可采用50Hz工频交流电，而对于大容量的变压器，已采用逆变技术将50Hz工频交流电变为600 ~ 700 Hz交流电，以减小和减轻变压器的体积。

另外，点焊机器人的焊钳一般采用气动焊钳，气动焊钳两电极之间的开口一般只有两个行程；而且电极压力一旦设定就不能随意更改，有助于提高点焊质量。审核编辑黄浩宇