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摘要：隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展及構(gòu)成機(jī)器人本體零部件性能的改善，機(jī)器人的性能愈來(lái)愈高，價(jià)格卻逐漸下降，因而被各個(gè)國(guó)家大量采用。機(jī)器人應(yīng)用最多的行業(yè)是汽車、電器及電子行業(yè)。本文以汽車產(chǎn)業(yè)為中心，介紹不同弧焊機(jī)器人系統(tǒng)在構(gòu)成上的區(qū)別。

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展及構(gòu)成機(jī)器人本體零部件性能的改善，機(jī)器人的性能愈來(lái)愈高，價(jià)格卻逐漸下降，因而被各個(gè)國(guó)家大量采用。機(jī)器人應(yīng)用最多的行業(yè)是汽車、電器及電子行業(yè)。本文以汽車產(chǎn)業(yè)為中心，介紹不同弧焊機(jī)器人系統(tǒng)在構(gòu)成上的區(qū)別。

圖1 Motoman SK-6

系統(tǒng)技術(shù)

利用通用型工業(yè)機(jī)器人代替各種不同用途的專用機(jī)械進(jìn)行精密加工的技術(shù)，稱為機(jī)器人的使用技術(shù)。如要利用機(jī)器人代替人做某種工作的場(chǎng)合，除使用技術(shù)以外，還要根據(jù)用戶提出的要求及使用條件制造機(jī)器人的外圍設(shè)備。對(duì)于弧焊系統(tǒng)應(yīng)考慮工件的搬入搬出、工裝夾具的制作及動(dòng)作控制、焊接工藝的制定、與操作人員的關(guān)系等。

作為系統(tǒng)技術(shù)，不是將這些方面獨(dú)立地考慮，而是必須綜合考慮從用戶及機(jī)器人廠家兩方提出的各種制約條件中，選擇最佳設(shè)備，也就是把一個(gè)以使用技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)支撐機(jī)器人的最佳系統(tǒng)提供給用戶。圖2表示作為機(jī)器人應(yīng)用的基本技術(shù)，就是要以系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)。

這里需要說(shuō)明的是，不同用戶的要求多種多樣，滿足這些要求的方法亦不同，特別是要把握用戶在Q（質(zhì)量）、C（成本）、D（時(shí)間）等各方面的重視程度。除了使用目的不同，實(shí)現(xiàn)方法亦不同，則系統(tǒng)構(gòu)成也有很大的區(qū)別。隨著時(shí)代的變更，在實(shí)現(xiàn)其目的的手段上亦隨之而起變化。

弧焊機(jī)器人系統(tǒng)

弧焊機(jī)器人系統(tǒng)主要由焊接機(jī)器人、焊機(jī)、工裝夾具、控制柜、安全保護(hù)裝置、操作臺(tái)、指示面板等組成。

弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的特征

由于影響因素較多，弧焊系統(tǒng)在產(chǎn)品質(zhì)量方面難以控制，往往造成產(chǎn)品焊接的質(zhì)量不及格。例如，僅0.5mm的位置誤差便會(huì)造成焊接不良；前一工位的焊接熱變形形成的間隙造成焊接不良；電壓波動(dòng)、焊絲質(zhì)量、保護(hù)氣體的壓力等因素都可能引致焊接不良。因此難以實(shí)現(xiàn)完全無(wú)人化生產(chǎn)，大多系統(tǒng)往往需要以人工進(jìn)行輔助作業(yè)（上下工件兼檢驗(yàn)）為前提，操作者的主要任務(wù)包括：工件裝卡及取出等簡(jiǎn)單操作；對(duì)整個(gè)裝置及焊接前后的工件進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不及格品；發(fā)現(xiàn)不合格品后及時(shí)采取措施更正。

弧焊機(jī)器人系統(tǒng)方式

“八”字單元

機(jī)器人在已裝好工件的夾具A或B上交替進(jìn)行焊接。未進(jìn)行焊接的夾具處于安全狀態(tài)，不允許機(jī)器人進(jìn)入。操作者依次把上一循環(huán)中完成的焊接制品取出，裝卡好新的工件。由圖3可以看出，工件分為在制品與成品，分別放在操作人員的兩邊。

整條流水線各工位都采用“八”字單元的布置形式，較適合有充分空間的生產(chǎn)場(chǎng)合，而且一個(gè)工作單元必須配置一名工人，比較浪費(fèi)，不利于精益生產(chǎn)。如有一個(gè)工位故障，就會(huì)使整條流水線停產(chǎn)。當(dāng)然，由于采用這一形式，可以把流水線每個(gè)工位都制訂成標(biāo)準(zhǔn)化的工作單元，對(duì)于夾具制造商來(lái)說(shuō)，把大量精力放在制造不同工裝夾具就可以了。

發(fā)展型
使用送料車把已裝好工件的夾具送至機(jī)器人位置的方式（如圖4），可以大大減少人的介入，實(shí)現(xiàn)節(jié)省人力的目的。由于變位機(jī)也是與自動(dòng)搬運(yùn)裝置配套，可以將以前由人來(lái)檢查系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)及焊接質(zhì)量的機(jī)能完全機(jī)械化，整個(gè)設(shè)備更先進(jìn)、復(fù)雜。

新動(dòng)向及今后發(fā)展方向

*隨著機(jī)器人控制機(jī)能的高度發(fā)展，采用新的機(jī)器人控制器實(shí)現(xiàn)用機(jī)器人外部軸代替專用機(jī)械制成的工裝夾具，如無(wú)定位夾具的協(xié)調(diào)焊接系統(tǒng)（如圖5）。實(shí)現(xiàn)方法分為：機(jī)器人持工件操作和無(wú)工裝夾具，附回轉(zhuǎn)式接頭等多種形式；

圖5 無(wú)定位夾具的協(xié)調(diào)焊接系統(tǒng)

*在1個(gè)機(jī)器人控制柜上控制2臺(tái)（或以上）機(jī)器人協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng)，又稱同工位、雙協(xié)調(diào)系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單；

*機(jī)器人工作站的應(yīng)用，使用戶可以把更多注意力放在如何完善夾具及周邊設(shè)備；

*觸摸屏、工業(yè)總線（INTERBUS、PROFIBUS、DEVICENET）的應(yīng)用，使實(shí)現(xiàn)柔性系統(tǒng)成為可能。同一設(shè)備可以完成多種工作，例如上海通用的生產(chǎn)線可共線生產(chǎn)兩種車型，節(jié)約大量資金，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

總之，通用性、易用性、柔性化是今后機(jī)器人使用的發(fā)展方向。

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