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焊接機器人的應用技術分析

　　1.機器人與焊接設備共同發展

　　焊接機器人應用技術是機器人技術、焊接技術和系統工程技術的融合，焊接機器人能否在實際生產中得到應用，發揮其優越性，取決于這幾方面技術的共同提高，而系統工程技術是機器人技術和焊接技術的粘合劑。以安川電機的MOTOMAN機器人為例，過去幾代機器人的發展都是圍繞焊接設備完成多項焊接專用功能的開發，如焊接參數的漸變調節功能、TIG焊接時利用擺焊同步技術進行的斷續填絲焊接功能、弧焊傳感器（電弧跟蹤）功能及焊接實時監控功能等，都是焊接工藝的需求促使下的開發。對于自主焊接來說，傳感器感知外部環境的變化通知機器人，機器人實時調整工作狀態，以適應環境的變化這一點對于焊接來說尤為重要。

　　同樣地，焊接設備制造商為了實現機器人自動化焊接，在焊接電源的設計上也做了許多改進，如、機器人可檢出焊縫位置使用的高電壓，焊接電源做到了內置；與機器人的通信接口方面，現在許多焊機制造商都采用了方便快捷的通信接口。

機器人焊接采用的是富混合氣體保護焊，焊接過程中出現的焊接缺陷一般有焊偏、咬邊、氣孔等幾種，具體分析如下：

　　(1)出現焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現問題。這時，要考慮TCP(焊槍中心點位置)是否準確，并加以調整。如果頻繁出現這種情況就要檢查一下機器人各軸的零位置，重新校零予以修正。

　　(2)出現咬邊可能為焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對，可適當調整功率的大小來改變焊接參數，調整焊槍的姿態以及焊槍與工件的相對位置。

　　(3)出現氣孔可能為氣體保護差、工件的底漆太厚或者保護氣不夠干燥，進行相應的調整就可以處理。

　　(4)飛濺過多可能為焊接參數選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長，可適當調整功率的大小來改變焊接參數，調節氣體配比儀來調整混合氣體比例，調整焊槍與工件的相對位置。

 超聲波焊接的工作原理要求兩個進行結合的零件，在上面的一個振動，在下面的一個靜止，接觸面上的摩擦熱使表面之塑料熔化從而結合。工件的位置確定之后，焊槍相對接頭的位置通過編程者的雙眼觀察，難度較大。因此減少初始的磨擦接觸面，使超聲波能量集中對提高焊接效率及質量十分重要，故要求焊接的其中一零件（通常是上面的零件）在焊合的接口上須做一條凸出的棱線,稱為”導能棱”.

如果兩個焊接件相對而言位置要求較嚴格時,還需要考慮增加設計定位裝置.

導能棱及定位裝置應在設計注塑模具時同時考慮.

電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產生的熱能進行焊接的方法。

電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優點而廣泛應用于航空航天、原子能、及、汽車和電氣電工儀表等眾多行業。

▲電子束焊接原理

電子束焊接工作原理

電子從電子槍中的發射體（陰極）逸出，在加速電壓作用下，電子被加速至光速的0.3～0.7倍，具有一定的動能。再經電子槍中靜電透鏡和電磁透鏡的作用，會聚成功率密度很高的電子束流。這種電子束流撞擊工件表面，電子動能轉變為熱能而使金屬迅速熔化和蒸發。在高壓金屬蒸氣作用下，工件表面被迅速“鉆”出一個小孔，也稱之為“匙孔”，隨著電子束與工件的相對移動，液態金屬沿小孔周圍流向熔池后部，并冷卻凝固形成焊縫。編制程序一般不能一步到位，要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改，調整焊接參數及焊槍姿態等，才會形成一個好程序。