焊接机器人应用

1、工业机器人技术及应用 焊接机器人及其操作应用 讲授：王兴 章节目录录7.1焊接机器器人的分分类及特特点7.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.1点焊机器器人7.2.2弧焊机器器人7.2.3激光焊接接机器人人思考练习习学习目标标 导入入案例扩展与提提高本本章小结结课堂认知知7.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业7.3.2熔焊作业业7.4焊接机器器人的周周边设备备.7.4.1周边设备备7.4.2工位布局局1/89课前回顾顾所 处 位 置 简述码垛垛机器人人如何进进行码垛垛作业？码垛机器器人有哪哪些周边边设备，并叙述述其功用用？【 课 前 回 顾 】 返回 目录 2/89学习目标标所

2、处 位 置 了解焊接接机器人人的分类类及能够识别别常见焊焊接机器器人特点。【 工作站基基本构成成。学 掌握焊接接机器人人的系统统基能够进行行焊接机机器人的的简习 本组成。目 单弧焊和和点焊作作业示教教。标 熟悉焊接接机器人人作业示示教】 的基本流流程。熟悉焊接接机器人人典型周周边设备与布布局。返回 目录 3/89认知目标标能力目标标导入案例例国内首条条具有完完全自主主知识产产权的智智能化工工业机器器人焊接接自动化化所 生产线成成功投入入运行处 位 置 随着机器器人和数数字制造造技术的发发展，以以人工智智能为【 代表的智智能技术术和机器器人为导 入 代表的智智能装备备日益广广泛应案 例 】 用，

3、以加加工和制制造为基基础的劳动密集集型产业业模式逐逐渐被淘汰，使使得全球球技术要要素与市市场要素素的配置置方式发发生革命命性变化化。2011年，国家家战略性性新兴产产业启动动“基于于工业机机器人的的汽车焊焊接自动动化生产线”项项目，重重点支持持安徽埃埃夫特智智能装备备有限公公司、奇奇瑞汽车车股份有有限公司司、哈尔滨工工业大学学、中国国科学院院自动化化研究所所、北京京航空航航天大学学等单位位联合研研制的项目目，并首首次在奇奇瑞汽车车焊接生生产线上上示范应应用，该该生产线线能够实实现4平台、返回 目录 6种以上车车型的白白车身柔柔性化生生产，生生产线节节拍达到到100秒/车。4/897.1焊接机器

4、器人的分分类及特特点使用机器器人完成成一项焊焊接任务务只需要要操作者者对它进进行一次次示教，随后机机所 处 器人即可可精确地地再现示示教的每每一步操操作。如如让机器器人去做做另一项项工作，无须位 改变任何何硬件，只要对对它再做做一次示示教即可可。其主主要优点点有：置 1）稳定和和提高焊焊接质量量，保证证其均匀匀性；【 2）提高劳劳动生产产率，一一天可24小时连续续生产；课 堂 认 3）改善工工人劳动动条件，可在有有害环境境下工作作；知 】 4）降低对对工人操操作技术术的要求求；5）缩短产产品改型型换代的的准备周周期，减减少相应应的设备备投资；6）可实现现小批量量产品的的焊接自自动化；7）能在空

5、空间站建建设、核核电站维维修、深深水焊接接等极限限条件下下完成人工工难以进进行的焊焊接作业业；8）为焊接接柔性生生产线提提供技术术基础。返回 目录 5/897.1焊接机器器人的分分类及特特点世界各国国生产的的焊接用用机器人人基本上上都属关节型机机器人，绝大部部分有6所 个轴，目目前焊接接机器人人应用中中比较普普遍的主主要有3种：点焊机器器人、弧弧焊机处 位 器人和激激光焊接接机器人人。置 【 课 堂 认 知 】 返回 c )激光焊接接机器人人机器人人a )点焊机器器人b )弧焊机器器人目录 6/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 点焊机器器人点焊机器器人是用用于点焊焊自动作作业的工工业机

6、器器人，其其末端持持握处 的作业工工具是焊焊钳。实际上，工业机机器人在在焊接领领域的应应用最早早是从汽汽车位 置 装配生产产线上的的电阻点点焊开始始的。【 课 堂 认 知 】 汽车车身身的机器器人点焊焊作业返回 目录 7/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 点焊机器器人点焊机器器人是用用于点焊焊自动作作业的工工业机器器人，其其末端持持握处 的作业工工具是焊焊钳。实际上，工业机机器人在在焊接领领域的应应用最早早是从汽汽车位 置 装配生产产线上的的电阻点点焊开始始的。最初，点点焊机器器人只用用于增强强焊作业业，即往往已拼接接好的工工件上增增加焊点。后来来，为保保证拼接接精度，又让机机器人完完

7、成定位位焊作业业。【 课 堂 认 知 】 b )车门框架架增强焊焊a )车门框架架定位焊焊返回 汽车车门门的机器器人点焊焊作业目录 8/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 点焊机器器人点焊机器器人是用用于点焊焊自动作作业的工工业机器器人，其其末端持持握处 的作业工工具是焊焊钳。实际上，工业机机器人在在焊接领领域的应应用最早早是从汽汽车位 置 装配生产产线上的的电阻点点焊开始始的。点焊机器器人逐渐渐被要求求有更全全的作业业性能，点焊用用机器人人不仅要要有足够的负载载能力，而且在在点与点点之间移移位时速速度要快快捷，动动作要平平稳，定定位【 要准确，以减少少移位的的时间，提高工工作效率率。具

8、体体来说如如下：课 堂 认 1)安装面积积小，工工作空间间大；知 】 2)快速完成成小节距距的多点点定位（如每0.30.4 s移动3050mm节距后定定位）；3)定位精度度高（ 0.25mm），以确确保焊接接质量；4)持重大（50150kg），以便便携带内内装变压压器的焊焊钳；5)内存容量量大，示示教简单单，节省省工时；6)点焊速度度与生产产线速度度相匹配配，同时时安全可可靠性好好。返回 目录 9/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 弧焊机器器人弧焊机器器人是用用于弧焊焊（主要要有熔化化极气体体保护焊焊和非熔熔化处 极气体保保护焊）自动作作业的工工业机器器人，其其末端持持握的工工具是焊焊

9、枪。事实位 置 上，弧焊焊过程比比点焊过过程要复复杂得多多，被焊焊工件由由于局部部加热熔熔化和冷冷却产生变形形，焊缝缝轨迹会会发生变变化。因因此，焊焊接机器器人的应应用并不不是一开开始就用于电电弧焊作作业。而而是伴随随焊接传传感器的的开发及及其在焊焊接机器器人中的的应【 用，使机机器人弧弧焊作业业的焊缝缝跟踪与与控制问问题得到到有效解解决。课 堂 认 知 】 返回 熔化极气气体保护护焊机器器人熔化极气气体保护护焊机器器人目录 弧焊机器器人10/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 弧焊机器器人弧焊机器器人是用用于弧焊焊（主要要有熔化化极气体体保护焊焊和非熔熔化处 极气体保保护焊）自动作作业

10、的工工业机器器人，其其末端持持握的工工具是焊焊枪。事实位 置 上，弧焊焊过程比比点焊过过程要复复杂得多多，被焊焊工件由由于局部部加热熔熔化和冷冷却产生变形形，焊缝缝轨迹会会发生变变化。因因此，焊焊接机器器人的应应用并不不是一开开始就用于电电弧焊作作业。而而是伴随随焊接传传感器的的开发及及其在焊焊接机器器人中的的应【 用，使机机器人弧弧焊作业业的焊缝缝跟踪与与控制问问题得到到有效解解决。课 堂 焊接机器器人在汽汽车制造造中的应应用也相相继从原原来比较较单一的的汽车装装配点认 焊很快发发展为汽汽车零部部件及其其装配过过程中的的电弧焊焊 。知 】 a）座椅支支架b）消音器器返回 目录 汽车零部部件的

11、机机器人弧弧焊作业业11/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 弧焊机器器人弧焊机器器人是用用于弧焊焊（主要要有熔化化极气体体保护焊焊和非熔熔化处 极气体保保护焊）自动作作业的工工业机器器人，其其末端持持握的工工具是焊焊枪。事实位 置 上，弧焊焊过程比比点焊过过程要复复杂得多多，被焊焊工件由由于局部部加热熔熔化和冷冷却产生变形形，焊缝缝轨迹会会发生变变化。因因此，焊焊接机器器人的应应用并不不是一开开始就用于电电弧焊作作业。而而是伴随随焊接传传感器的的开发及及其在焊焊接机器器人中的的应【 用，使机机器人弧弧焊作业业的焊缝缝跟踪与与控制问问题得到到有效解解决。课 堂 由于弧焊焊工艺早早已在诸诸

12、多行业业中得到到普及，使得弧弧焊机器器人在通通用机认 械、金属属结构等等许多行行业中得得到广泛泛运用。知 】 返回 目录 工程机械械的机器器人弧焊焊作业12/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 弧焊机器器人弧焊机器器人是用用于弧焊焊（主要要有熔化化极气体体保护焊焊和非熔熔化处 极气体保保护焊）自动作作业的工工业机器器人，其其末端持持握的工工具是焊焊枪。事实位 置 上，弧焊焊过程比比点焊过过程要复复杂得多多，被焊焊工件由由于局部部加热熔熔化和冷冷却产生变形形，焊缝缝轨迹会会发生变变化。因因此，焊焊接机器器人的应应用并不不是一开开始就用于电电弧焊作作业。而而是伴随随焊接传传感器的的开发及及其

13、在焊焊接机器器人中的的应【 用，使机机器人弧弧焊作业业的焊缝缝跟踪与与控制问问题得到到有效解解决。课 堂 为适应弧弧焊作业业，对弧弧焊机器器人的性性能有着着特殊的的要求。除在运运动过认 程中速度度的稳定定性和轨轨迹精度度是两项项重要指指标。其其他性性能如下下知 】 1)能够通过过示教器器设定焊焊接条件件（电流流、电压压、速度度等）；2)摆动功能能；3)坡口填充充功能；4)焊接异常常功能检检测；5)焊接传感感器（焊焊接起始始点检测测、焊缝缝跟踪）的接口口功能。返回 目录 13/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 激光焊接接机器人人激光焊接接机器人人是用于于激光焊焊自动作作业的工工业机器器人

14、，处 通过高精精度工业业机器人人实现更更加柔性性的激光光加工作作业，其其末端持持握的工工具位 置 是激光加加工头。具有最小小的热输输入量，产生极极小的热热影响区区，在显显著提高高焊接产品品品质的的同时，降低了了后续工工作量的的时间。【 课 堂 认 知 】 a）激光焊焊接机器器人b）激光切切割机器器人返回 激光加工工机器人人目录 14/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 激光焊接接机器人人激光焊接接机器人人是用于于激光焊焊自动作作业的工工业机器器人，处 通过高精精度工业业机器人人实现更更加柔性性的激光光加工作作业，其其末端持持握的工工具位 置 是激光加加工头。具有最小小的热输输入量，产生极

15、极小的热热影响区区，在显显著提高高焊接产品品品质的的同时，降低了了后续工工作量的的时间。【 课 堂 认 知 】 汽车车身身的激光光焊接作作业返回 目录 15/897.1焊接机器器人的分分类及特特点所 激光焊接接机器人人激光焊接接机器人人是用于于激光焊焊自动作作业的工工业机器器人，处 通过高精精度工业业机器人人实现更更加柔性性的激光光加工作作业，其其末端持持握的工工具位 置 是激光加加工头。具有最小小的热输输入量，产生极极小的热热影响区区，在显显著提高高焊接产品品品质的的同时，降低了了后续工工作量的的时间。激光焊接接成为一一种成熟熟的无接接触的焊焊接方式式已经多多年，极极高的能能量密【 课 度使

16、得高高速加工工和低热热输入量量成为可可能。与与机器人人电弧焊焊相比，机器人人激堂 光焊的焊焊缝跟踪踪精度要要求更高高。基本本性能要要求如下下：认 知 】 1）高精度度轨迹（ 0.1mm）；2）持重大大（3050kg），以便便携带激激光加工工头；3）可与激激光器进进行高速速通信；4）机械臂臂刚性好好，工作作范围大大；5）具备良良好的振振动抑制制和控制制修正功功能。返回 目录 16/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.1点焊机器器人所 处 点焊机器器人主要由操作机、控制系系统和点焊焊接接系统等组成。位 置 【 课 堂 认 知 】 返回 目录 17/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2

17、.1点焊机器器人所 处 点焊机器器人本体体多为关关节型6自由度。驱动方方式主要要为液压驱动动和电气位 驱动。置 控制系统统由本本体控制制 和焊焊接控控制两两部分组组成，点点焊焊接接系统主主要由点点焊控制器（时控器器）、焊焊钳（含含阻焊变变压器）及水、电、气气等辅助助部分组组成。【 机器人点点焊用焊焊钳从外外形结构构上有C型和X型2种。C型焊钳用用于点焊焊垂直课 堂 及近于垂垂直倾斜斜位置的的焊点；X型焊钳则则主要用用于点焊焊水平及及近于水水平倾斜斜认 知 位置的焊焊点。】 b）X型焊钳返回 a）C型焊钳目录 点焊机器器人焊钳钳（外形形结构）18/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.1点

18、焊机器器人所 处 从电极臂臂加压驱驱动方式式，点焊焊机器人人焊钳分分为气动动焊钳和和伺服焊焊钳2种。位 置 气动焊钳钳 利用用汽缸来来加压，可具有有2-3个行程，能够使使电极完完成大开开、小开和闭合合3个动作，电极压压力一旦旦调顶不不能随意意变化，目前比比较常用用。伺服焊钳钳 采用用伺服电电机驱动动完成焊焊钳的张张开和闭闭合，焊焊钳张开开度可任任意【 选定并预预置，且且电极间间的压紧紧力可无无级调节节 。课 堂 认 知 】 伺服焊钳钳气动焊钳钳伺服焊钳钳与气动动焊钳相相比，具有提提高工件件的表面面质量、提提高生产产效率、返返回改善工作作环境等优点。目录 19/897.2焊接机器器人的系系统组成

19、成7.2.1点焊机器器人所 依据阻焊焊变压器器与焊钳钳的结构构关系上上，点焊焊机器人人焊钳可可分为分离式、内处 位 藏式和一体式3种。置 分离式焊焊钳阻阻焊变压压器与钳钳体相分分离，两两者之间间用二次次电缆相相连。【 课 堂 认 知 】 缺点：需需要大容容量的阻焊变压压器，电电力损优点：减减小了机机耗较大，能源利利用率器人的负负载，运运低。二次次电缆存存在限动速度高高，价格格制了点焊焊工作区区间与便宜。焊接位置置的选择择。分离式焊焊钳返回 目录 20/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.1点焊机器器人所 依据阻焊焊变压器器与焊钳钳的结构构关系上上，点焊焊机器人人焊钳可可分为分离式、内处

20、 位 藏式和一体式3种。置 内藏式焊焊钳是是将阻焊焊变压器器安放到到机器人人机械臂臂内，变变压器的的二次电电缆可在内部移移动。【 优点：二二课 缺点：机机器人次电缆较较堂 本体的设设计变认 短，变压压知 得复杂。器的容量量】 减小。内藏式焊焊钳一体式焊焊钳是是将阻焊焊变压器器和钳体体安装在在一起，共同固固定在机机器人机机械臂末末端法兰盘盘上。缺点：焊焊钳重优点：省省量显著增增大，掉二次电电体积变大大，焊缆及悬挂挂钳重量在在机器变压器的的人活动手手腕上工作架，返回 产生惯性性力易目录 节省能量量。一体式焊焊钳引起过载载21/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.1点焊机器器人所 处 按照焊

21、钳钳的变压压器形式式，又可可分为中频焊钳钳和工频焊钳钳。中频焊焊钳相对对于工位 置 频焊钳有有以下优优点：1）直流焊焊接；【 课 2）焊接变变压器小小型化；堂 认 3）提高电电流控制制的响应应速度，实现工工频电阻阻焊机无无法实现现的焊接接工艺焊焊知 】 接工艺；4）三相平平衡负载载，降低低了电网网成本；功率因因数高，节能效效果好。综上，点点焊机器器人焊钳钳主要以以驱动和和控制相相互组合合，可以以采用工工频气动动式、工频频伺服式式、中频频气动式式、中频频伺服式式。这几几种形式式各有特特点，从从技术优势和发发展趋势势来看，中频伺伺服机器器人焊钳钳应是未未来的主主流，它它集中了了中频直流点焊焊和伺服

22、服驱动的的优势，是其他他形式无无法比拟拟的。返回 目录 22/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.2弧焊机器器人所 处 弧焊机器器人的组组成与点点焊机器器人基本本相同，主要由由是由操作机、控制系系位 统、弧焊焊系统和和安全设设备等组组成。置 【 课 堂 认 知 】 1 气瓶；2 焊丝桶；3 送丝机；4 操作机；5 焊枪；6 工作台；7 供电及控控制电缆缆；8 弧焊电源源；9 示教器；10机器人控控制柜返回 弧焊机器器人系统统组成目录 23/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.2弧焊机器器人所 处 弧焊机器器人操作作机的结结构与点点焊机器器人基本本相似，主要区区别在于于末端执行行

23、器-焊枪。位 置 【 课 堂 认 知 】 a)电缆外置置式机器器人气保保焊枪b)电缆内藏藏式机器器人气保保焊枪c)机器人氩氩弧焊焊焊枪弧焊机器器人用焊焊枪返回 目录 24/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.2弧焊机器器人所 处 弧焊机器器人控制制系统在在控制原原理、功功能及组组成上和和通用工工业机器器人基本本位 相同。目目前最流流行的是是采用分分级控制制的系统统结构，一般分分为两级级：上级级具有存存置 储单元，可实现现重复编编程、存存储多种种操作程程序，负负责管理理、坐标标变换、轨迹生生成等；下下级由若若干处理理器组成成，每一一处理器器负责一一个关节节的动作作控制及及状态检检测，具有

24、有实时性性好，易易于实现现高速、高精度度控制。【 课 堂 弧焊系统统是完成成弧焊作作业的核核心装备备，主要要由弧焊焊电源、送丝机机、焊枪枪和认 气瓶等组组成。弧弧焊机器器人多采采用气体体保护焊焊方法（CO2、MIG、MAG和TIG），知 】 通常的晶晶闸管式式、逆变变式、波波形控制制式、脉脉冲或非非脉冲式式等焊接接电源都都可以装装到机器人人上作电电弧焊。由于机机器人控控制柜采采用数字字控制，而焊接接电源多多为模拟拟控制，所所以需要要在焊接接电源与与控制柜柜之间加加一个接接口,如如FANUC弧焊机器器人采用美国国LINCOLN电源。安全设备备是弧焊焊机器人人系统安安全运行行的重要要保障，其主要要

25、包括驱驱动系统统过热自断断电保护护、动作作超限位位自断电电保护、超速自自断电保保护、机机器人系系统工作空间干干涉自断断电保护护和人工工急停断断电保护护等，它它们起到到防止机机器人伤伤人或保护周边边设备的的作用。在机器器人的末末端焊枪枪上还装装有各类类触觉或或接近传传感器，可以使使机器人人在过分分接近工工件或发发生碰撞撞时停止止工作。当发生生碰撞时时，一定要检验验焊枪是是否被碰碰歪，防防止工具具中心点点发生变变化。返回 目录 25/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.2弧焊机器器人所 处 位 置 【 课 美国林肯肯焊接电源源堂 认 知 】 FANUC弧焊机器器人工作作站采用用美国LINC

26、OLN焊接电源源返回 目录 26/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.3激光焊接接机器人人所 机器人是是高度柔柔性的加加工系统统，这就就要求激激光器必必须具有有高度的的柔性，处 位 目前激光光焊接机机器人都都选用可可光纤传传输的激激光器（如固体体激光器器、半导导体激置 光器、光光纤激光光器等）。在机机器人手手臂的夹夹持下，其运动动由机器器人的运运动决定，因此此能匹配配完全的的自由轨轨迹加工工，完成成平面曲曲线、空空间的多多组直线线、异形曲线等等特殊轨轨迹的激激光焊接接。【 课 智能化激激光加工工机器人人主要由由以下几几部分组组成：堂 1)大功率可可光纤传传输激光光器；认 知 2)光纤耦

27、合合和传输输系统；】 3)激光光束束变换光光学系统统；4)六自由度度机器人人本体；5)机器人数数字控制制系统（控制器器、示教教器）；6)激光加工工头；7)材料进给给系统（高压气气体、送送丝机、送粉器器）；8)焊缝跟踪踪系统（包括视视觉传感感器、图图像处理理单元、伺服控控制单元元、运动执行机机构及专专用电缆缆等）；9)焊接质量量检测系系统（包包括视觉觉传感器器、图像像处理单单元、缺缺陷识别别系统及专用电电缆等）；返回 10)激光加工工工作台台。目录 27/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.3激光焊接接机器人人所 处 位 置 【 课 堂 认 知 】 1 激光器；2 光导系统统；3 遥控盒

28、；4 送丝机；5 激光加工工头；6 操作机；7 机器人控控制柜；8 焊接电源源激光焊接接机器人人系统组组成返回 目录 28/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.3激光焊接接机器人人所 处 激光加工工头装于于六自由由度机器器人本体体手臂末末端，其其运动轨轨迹和激激光加工工参位 数是由机机器人数数字控制制系统提提供指令令进行。根据用用途不同同（切割割、焊接接、熔覆覆）置 选择不同同的激光光加工头头。【 课 堂 认 知 】 c )激光熔覆覆a )激光切割割b )激光焊接接返回 激光加工工头目录 29/897.2焊接机器器人的系系统组成成7.2.3激光焊接接机器人人所 处 位 置 【 课 堂

29、认 知 】 激光焊接接机器人人控制系系统架构构综上，焊接机器器人主要要包括机机器人和和焊接设设备两部部分。机器人人由机器人本体体和控制制柜（硬硬件及软软件）组组成。而而焊接装装备，以以弧焊及及点焊为为返回 例，则由由焊接电电源（包包括其控控制系统统）、送送丝机（弧焊）、焊枪枪（焊钳钳）目录 等部分组组成。30/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 处 点焊是最最广为人人知的电电阻焊接接工艺，通常用用于板材材焊接。焊接限限于一个个位 或几个点点上，将将工件互互相重叠叠。置 TCP点确定：对点焊机机器人而而言，其其一般设设在焊钳钳开口的的中点处处，且要要求焊钳钳两电极极【 垂

30、直于被被焊工件件表面。课 堂 认 知 】 返回 目录 焊接作业业姿态工具中心心点设定定31/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 处 以下图工工件焊接接为例，采用在在线示教教方式为为机器人人输入两两块薄板板（板厚厚位 2mm）的点焊焊作业程程序。此此程序由由编号1至5的5个程序点点组成。本例中中使用的的焊置 钳为气动动焊钳，通过气气缸来实实现焊钳钳的大开开、小开开和闭合合三种动动作。【 课 堂 认 知 】 点焊机器器人运动动轨迹返回 目录 32/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 处 位 置 示教前的的准备再现施焊焊程序点说说明【 课 新建一个个程

31、序运行确认认（跟踪踪）程序点说 明 焊钳动作作堂 认 程序点1机器人原原点知 】 程序点2作业临近近点大开小小开设定焊接接条件登录程序序点1程序点3点焊作业业点小开闭闭合程序点4作业临近近点闭合小小开程序点5机器人原原点小开大大开登录程序序点2登录程序序点5登录程序序点3登录程序序点4点焊机器器人作业业示教流流程返回 目录 33/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 处 位 （1）示教前前的准备备置 1）件表面面清理。2）工件装装夹。3）安全确确认。【 4）机器人人原点确确认。课 堂 认 （2）新建作作业程序序知 】 点按示教教器的相相关菜单单或按钮钮，新建建一个作作业程

32、序序“Spot_sheet ”。（3）程序点点的登录录手动操纵纵机器人人分别移移动到程程序点1至程序点点5位置。处处于待机机位置的程序序点1和程序点点5，要处于于与工件件、夹具具互不干干涉的位位置。另另外，机器人末末端工具具在各程程序点间间移动时时，也要要处于与与工件、夹具互互不干涉的位置置。返回 目录 34/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 点焊作业业示教处 位 程序点示教方法法置 按第3章手动操操纵机器器人要领领移动机机器人到到原点。程序点1将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”。（机器人人原点）【 确认保存存程序点点1为机器人人原点。课 堂

33、 手动操纵纵机器人人移动到到作业临临近点，调整焊焊钳姿态态。认 程序点2知 将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”。】 （作业临临近点）确认保存存程序点点2为作业临临近点。保持焊钳钳姿态不不变，手手动操纵纵机器人人移动到到点焊作作业点。将程序点点属性设设定为“作业点点/焊接点”，插补补方式选选“PTP”。程序点3确认保存存程序点点3为作业开开始点。（点焊作作业点）如有需要要，手动动插入点点焊作业业命令。返回 目录 35/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 处 点焊作业业示教位 置 程序点示教方法法【 手动操纵纵机器人人移动到到作业临临近点。课 程序

34、点4将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”。堂 （作业临临近点）认 确认保存存程序点点4为作业临临近点。知 】 手动操纵纵机器人人要领移移动机器器人到原原点。程序点5将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”。（机器人人原点）确认保存存程序点点5为机器人人原点。返回 目录 36/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 处 位 对于程序序点4和程序点点5的示教，利用便便利的文文件编辑辑功能（逆序粘粘贴），置 可快速完完成前行行路线的的拷贝。提示 【 （4）设定作作业条件件课 堂 设定焊钳钳条件焊钳条件件的设定定主要包包括焊钳钳号、焊焊钳

35、类型型、焊认 钳状态等等。知 】 设定焊接接条件点焊时的的焊接电电源和焊焊接时间间，需在在焊机上上设定。点焊作业业条件设设定大电流-短时间小电流长时间板厚 时间（周周时间（周周电流 （mm）压力（kgf）电流（A）压力（kgf）期） 期） （A）10 22588001.036 75 560020 470130002.064 150800032 820174003.010526010000返回 目录 37/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.1点焊作业业所 处 （5）检查试试运行位 置 为确认示示教的轨轨迹，需需测试运运行（跟跟踪）一一下程序序。跟踪踪时，因因不执行行具体作业业命令，所以

36、能能进行空空运行。1）打开要要测试的的程序文文件。【 2）移动光光标至期期望跟踪踪程序点点所在命命令行。课 堂 3）持续按按住示教教器上的的有关【跟踪功能能键】，实现机机器人的的单步或或连续认 运转。知 】 （6）再现施施焊轨迹经测测试无误误后，将将【模式旋钮钮】对准“再再现/自动”位位置，开开始进行实际焊焊接。在在确认机机器人的的运行范范围内没没有其他他人员或或障碍物物后，接接通保护气体，采用手手动或自自动方式式实现自自动点焊焊作业。1）开要再再现的作作业程序序，并移移动光标标到程序序开头。2）切换【模式旋钮钮】至“再现现/自动”状状态。3）按示教教器上的的【伺服ON按钮】，接通伺伺服电源源

37、。4）按【启动按钮钮】，机器人人开始运运行。返回 目录 38/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 位 熔焊，又又叫熔化化焊，是是在不施施加压力力的情况况下，将将待焊处处的母材材加热熔熔化，置 外加（或或不加）填充材材料，以以形成焊焊缝的一一种最常常见的焊焊接方法法。目前，工工业机器器人四巨巨头都有有相应的的机器人人产品,这些专业业软件提提供功能能强大的弧弧焊指令令，且都都相应的的商业化化应用软软件，ABB的RobotWare-Arc、【 课 KUKA的KUKA.ArcTech、KUKA.LaserTech、KUKA.SeamTech、KUKA堂 TouchSense

38、、FANUC的ArcToolSoftwar。可快速速地将熔熔焊（电电弧焊和和激光焊焊）认 知 投入运行行和编制制焊接程程序，并并具有接接触传感感、焊缝缝跟踪等等功能。】 工业机器器人行业业四巨头头的弧焊焊作业编编程命令令弧焊作业业命令类别 ABBFANUCYASKAWAKUKA焊接开始始ArcLStart/ArcCStartArcStartARCONARC_ON焊接结束束ArcLEnd/ArcCEndArcEndARCOFARC_OFF返回 目录 39/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 TCP点确定：位 置 同点焊机机器人TCP设置有所所不同，弧焊机器器人TCP一

39、般设置置在焊枪枪尖头，而激光光焊接机机器人TCP设置在激激光焦点点上。【 课 堂 认 知 】 返回 弧焊机器器人工具具中心点点目录 40/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 TCP点确定：位 置 实际作业业时，需需根据作作业位置置和板厚厚调整焊焊枪角度度。以平平（角）焊为例例，主要采用用前倾角焊焊（前进进焊）和和后倾角角焊（后后退焊）两种方式式。【 课 堂 认 知 】 a )前倾角焊焊b )后倾角焊焊前倾角焊焊和后倾倾角焊返回 目录 41/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 TCP点确定：位 置 板厚相同同的话，基本上上为1025，焊枪立

40、立得太直直或太倒倒的话，难以产产生熔深。前前倾角焊焊接时，焊枪指指向待焊焊部位，焊枪在在焊丝后后面移动动，因电电弧具有预热效效果，焊焊接速度度较快，熔深浅浅、焊道道宽，所所以一般般薄板的的焊接采采用此【 课 法；而后后倾角焊焊接时，焊枪指指向已完完成的焊焊缝，焊焊枪在焊焊丝前面面移动，能够堂 获得较大大的熔深深、焊道道窄，通通常用于于厚板的的焊接。同时，在板对对板的连连接之认 知 中，焊枪枪与坡口口垂直。对于对对称的平平角焊而而言，焊焊枪要与与拐角成成45角 。】 b )T形接头平平角焊a )I形接头对对焊返回 焊枪作业业姿态目录 42/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业

41、所 处 机器人进进行熔焊焊作业主主要涉及及以直线线、圆弧弧及其附附加摆动动功能动动作类型型。位 置 直线作业业机器人完完成直线线焊缝的的焊接仅仅需示教教2个程序点点（直线线的两端端点），插补方式式选“直直线插补补”。【 以图所示示的运动动轨迹为为例，程程序点1至程序点点4间的运动动均为直直线移动动课 ，且程序序点2程序点3为焊接区区间。堂 认 程序点1程序点4知 】 直线轨迹迹开始点点直线轨迹迹结束点点程序点2程序点3焊接开始始点焊接结束束点 焊 空焊接区间间接 走点 点直线轨迹迹区间直线运动动轨迹返回 目录 43/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 机器人进进行熔

42、焊焊作业主主要涉及及以直线线、圆弧弧及其附附加摆动动功能动动作类型型。位 置 直线作业业机器人完完成直线线焊缝的的焊接仅仅需示教教2个程序点点（直线线的两端端点），插补方式式选“直直线插补补”。直线作业业轨迹示示教【 课 堂 程序点示教方法法认 知 将机器人人移动到到直线轨轨迹开始始点。程序点1】 将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”或“直线线插补”。（直线轨轨迹开始始确认保存存程序点点1为直线轨轨迹开始始点。点） 将机器人人移动到到焊接开开始点。程序点2将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“直直线插补补”。（焊接开开始点）确认保存存程序点点2为焊接开开始

43、点。将机器人人移动到到焊接结结束点。程序点3将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“直直线插补补”。（焊接结结束点）确认保存存程序点点3为焊接结结束点。将机器人人移动到到直线轨轨迹结束束点。程序点4程序点属属性设定定为“空空走点”，插补补方式选选“直线线插补”。（直线轨轨迹结束束返回 确认保存存程序点点4为直线轨轨迹结束束点。点） 目录 44/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 圆弧作业业机器人完完成弧形形焊缝的的焊接通通常需示示教3个以上程程序点（圆弧位 开始点、圆弧中中间点和和圆弧结结束点），插补补方式选选“圆弧弧插补”。当只置 有一个圆圆弧时，用“

44、圆圆弧插补补”示教教程序点点24三点即可可。用“PTP”或“直线插插补”示示教进入入圆弧插插补前的的程序点点1时，程序序点1至程序点点2自动【 按直线轨轨迹运动动。课 堂 认 程序点3知 中间点】 程序点1程序点2程序点4接近点开始点结束点 焊 空自动直线线接 走焊接区间间移到开始始点点 点圆弧插补补区间返回 圆弧运动动轨迹目录 45/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 圆弧作业业机器人完完成弧形形焊缝的的焊接通通常需示示教3个以上程程序点（圆弧位 开始点、圆弧中中间点和和圆弧结结束点），插补补方式选选“圆弧弧插补”。当只置 有一个圆圆弧时，用“圆圆弧插补补”示教教

45、程序点点24三点即可可。用“PTP”或“直线插插补”示示教进入入圆弧插插补前的的程序点点1时，程序序点1至程序点点2自动【 按直线轨轨迹运动动。课 圆弧作业业轨迹示示教堂 认 程序点示教方法法知 】 将机器人人移动到到圆弧轨轨迹接近近点。程序点1将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”或“直线线插补”（圆弧/焊接接近近点。 ） 确认保存存程序点点1为圆弧/焊接接近近点。将机器人人移动到到圆弧轨轨迹开始始点。程序点2将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（圆弧/焊接开始始点确认保存存程序点点2为圆弧/焊接开始始点。） 将机器人人移动到到圆弧轨轨迹

46、中间间点。程序点3将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（圆弧/焊接中间间点确认保存存程序点点3为圆弧/焊接中间间点。） 将机器人人移动到到圆弧轨轨迹结束束点。程序点4返回 将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（圆弧/焊接结束束点目录 确认保存存程序点点4为直线轨轨迹结束束点。） 46/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 示教整个个圆位 置 用“圆弧弧插补”示教程程序点2至程序点点5四点。同同单一圆圆弧示教教类似，用“PTP”或“直线线插补”示教进进入圆弧弧插补前前的程序序点1时，程序序点1程序点2自动按

47、直直线轨迹迹运动。当存在在多个圆圆弧中间间点时，机器人人将通过过当前程程序点【 和后面2个临近程程序点来来计算和和生成圆圆弧轨迹迹。只有有在圆弧弧插补区区间临结结束时课 堂 才使用当当前程序序点、上上一临近近程序点点和下一一临近程程序点。认 知 程序点1自动直线线 程序序点2】 接近点移移到开开始点开开始点点 焊 空程序点5接 走结束点点 点程序点3程序点4中间点中间点焊接区间间返回 圆弧插补补区间目录 整圆运动动轨迹47/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 示教整个个圆位 置 整圆作业业轨迹示示教程序点示教方法法【 课 将机器人人移动到到圆弧轨轨迹接近近点。堂 将

48、程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”或“直线线插程序点1认 （圆弧/焊接接近近点）补”。知 确认保存存程序点点1为圆弧/焊接接近近点。】 将机器人人移动到到圆弧轨轨迹开始始点。程序点2将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（圆弧/焊接开始始点）确认保存存程序点点2为圆弧/焊接开始始点。将机器人人移动到到圆弧轨轨迹中间间点。程序点3将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（圆弧/焊接中间间点）确认保存存程序点点3为圆弧/焊接中间间点。将机器人人移动到到圆弧轨轨迹中间间点。程序点4将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插

49、插补方式式选“圆圆弧插补补”。（圆弧/焊接中间间点）确认保存存程序点点4为圆弧/焊接中间间点。将机器人人移动到到圆弧轨轨迹结束束点。程序点5返回 将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（圆弧/焊接结束束点）目录 确认保存存程序点点5为直线轨轨迹结束束点。48/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 示教连续续圆弧轨轨迹时，通常需需要执行行圆弧分分离。即即在前圆圆弧与后后圆弧的的位 连接点的的相同位位置加入入“PTP”或“直线线插补”的程序序点。置 程序点3程序点4结束点中间点程序点5内插点【 程序点6开始点课 程序点1自动直线线堂 接近点移

50、移到开开始点 认 焊 空知 程序点7程序点2程序点8接 走】 中间点开始点结束点点 点焊接区间间圆弧插补补区间连续圆弧弧运动轨轨迹程序点示教方法法将机器人人移动到到圆弧轨轨迹接近近点。将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”或“直线线插程序点1（圆弧/焊接接近近点）补”。确认保存存程序点点1为圆弧/焊接接近近点。返回 将机器人人移动到到首段圆圆弧轨迹迹开始点点。程序点2目录 将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（首段圆圆弧开始始点/焊确认保存存程序点点2为首段圆圆弧/焊接开始始点。接开始点点）49/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.

51、2熔焊作业业连续圆弧弧作业轨轨迹示教教所 处 位 置 程序点示教方法法将机器人人移动到到首段圆圆弧轨迹迹中间点点。程序点3将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（首段圆圆弧中间间点/【 课 焊接中间间点）确认保存存程序点点3为首段圆圆弧/焊接中间间点。堂 认 将机器人人移动到到首段圆圆弧轨迹迹结束点点。程序点4知 将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。】 （首段圆圆弧结束束点/焊接中间间点）确认保存存程序点点4为首段圆圆弧结束束点/焊接中间间点。保持程序序点4位置不动动，根据据需要调调整作业业姿态。程序点5将程序点点属性设设定为“焊接

52、点点”，插插补方式式选“PTP”或“直直线插（两段圆圆弧分割割点/补”。焊接中间间点）确认保存存程序点点5为两段圆圆弧分割割点/焊接中间间点。返回 目录 50/897.3焊接机器器人的作作业示教教7.3.2熔焊作业业所 处 位 连续圆弧弧作业轨轨迹示教教置 程序点示教方法法保持程序序点4位置不动动，根据据需要调调整作业业姿态。程序点6【 课 将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（末段圆圆弧开始始点/堂 认 确认保存存程序点点6为末段圆圆弧开始始点/焊接中间间点。焊接中间间点）知 】 将机器人人移动到到末段圆圆弧轨迹迹中间点点。程序点7将程序点点属性设设定为“焊接

53、点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（末段圆圆弧中间间点/确认保存存程序点点7为末段圆圆弧中间间点/焊接中间间点。焊接中间间点）将机器人人移动到到末段圆圆弧轨迹迹结束点点。程序点8将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（末段圆圆弧结束束点/确认保存存程序点点8为末段圆圆弧结束束点/焊接结束束点。焊接结束束点）返回 目录 51/897.3焊接机器器人的作作业示教教附加摆动动 机器器人完成成直线/环形焊缝缝的摆动动焊接一一般需要要增加12个振幅所 处 点的示教教。位 程序点3振幅点1置 程序点1自动直线线接近点移移到开开始点主路径 程序点2程序点5焊 空 振 【

54、开始点结束点接 走 幅 课 程序点4点 点 点 堂 振幅点2认 知 焊接区间间】 a)直线摆动动程序点5中间点程序点4主 振幅点2路 径 程序点1自动直线线程序点3接近点移移到开开始点 振幅点1程序点2程序点6焊 空 振 开始点结束点接 走 幅 点 点 点 焊接区间间返回 b)圆弧摆动动目录 焊接机器器人的摆摆动示教教52/897.3焊接机器器人的作作业示教教所 以如下焊焊接工件件为例，采用在在线示教教方式为为机器人人输入AB、CD两段弧处 位 焊作业程程序，加加强对直直线、圆圆弧的示示教。置 【 课 堂 认 知 】 程序点1程序点9程序点8程序点2A D 程序点4程序点7程序点5B 程序点6

55、C 程序点3 为提提高工作作效率，通常将将程序点点9和程序点点1设在同一一位置。返回 弧焊机器器人运动动轨迹目录 53/897.3焊接机器器人的作作业示教教所 程序点说说明处 位 程序点说 明程序点说 明程序点说 明置 程序点1作业临近近点程序点4作业过渡渡点程序点7焊接中间间点程序点2焊接开始始点程序点5焊接开始始点程序点8焊接结束束点程序点3焊接结束束点程序点6焊接中间间点程序点9作业临近近点【 课 堂 认 登录程序序点登录程序序点示教前的的准备知 】 登录程序序点新建一个个程序设定作业业条件登录程序序点登录程序序点运行确认认登录程序序点登录程序序点再现施焊焊登录程序序点登录程序序点缺陷调

56、整整返回 目录 弧焊机器器人作业业示教流流程54/897.3焊接机器器人的作作业示教教所 (1)示教前的的准备处 位 1)工件表面面清理。置 2)工件装夹夹。3)安全确认认。4)机器人原原点确认认。【 课 堂 认 (2)新建作业业程序知 】 点按示教教器的相相关菜单单或按钮钮，新建建一个作作业程序序“Arc_sheet”。(3)程序点的的登录手动操纵纵机器人人分别移移动到程程序点1至程序点点9位置。作作业位置置附近的程序点点1和程序点点9，要处于于与工件件、夹具具互不干干涉的位位置。返回 目录 55/897.3焊接机器器人的作作业示教教弧焊作业业示教所 处 程序点示教方法法位 置 按第3章手动

57、操操纵机器器人要领领移动机机器人到到作业临临近点，调整焊焊枪姿态态。程序点1将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“直直线插补补”。（作业临临近点）确认保存存程序点点1为作业临临近点。【 保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到直直线作业业开始点点。课 将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“直直线插补补”。程序点2堂 确认保存存程序点点2为直线焊焊接开始始点。认 （焊接开开始点）知 如有需要要，手动动插入弧弧焊作业业命令。】 保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到直直线作业业结束点点。程序点3将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“直直线插补补”。（焊接结结

58、束点）确认保存存程序点点3为直线焊焊接结束束点。保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到作作业过渡渡点。程序点4将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”。（作业过过渡点）确认保存存程序点点4为作业临临近点。保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到圆圆弧作业业开始点点。程序点5将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（焊接开开始点）确认保存存程序点点5为圆弧焊焊接开始始点。返回 目录 56/897.3焊接机器器人的作作业示教教弧焊作业业示教所 处 位 程序点示教方法法置 保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到圆圆弧作业业中间点点。程序点6将程序点点属性

59、设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（焊接中中间点）确认保存存程序点点6为圆弧焊焊接中间间点。【 保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到圆圆弧作业业结束点点。课 程序点7堂 将程序点点属性设设定为“焊接点点”，插插补方式式选“圆圆弧插补补”。（焊接中中间点）认 确认保存存程序点点7为圆弧焊焊接结束束点。知 】 保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到直直线作业业结束点点。程序点8将程序点点属性设设定为“空走点点”，插插补方式式选“直直线插补补”。（焊接结结束点）确认保存存程序点点8为直线焊焊接结束束点。保持焊枪枪姿态不不变，移移动机器器人到作作业临近近点。程序点9将程序点点属性

60、设设定为“空走点点”，插插补方式式选“PTP”。（作业临临近点）确认保存存程序点点9为作业临临近点。对于程序序点9的示教，利用便便利的文文件编辑辑功能（复制），可快快速完成程序点点1的拷贝。提示 返回 目录 57/897.4焊接机器器人的周周边设备备与工位位布局7.4.1周边设备备所 处 目前，常常见的焊焊接机器器人辅助助装置有有变位机、滑移平平台、清清焊装置置和工位 置 具快换装装置等。1）变位机机 对于于有些焊焊接场合合，由于于工件空空间几何何形状过过于复杂杂，使焊焊接机器人的的末端工工具无法法到达指指定的焊焊接位置置或姿态态，此时时可以通通过增加加13【 课 个外部轴轴的办法法来增加加机