焊接机器人操作技术绪论课件.ppt

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1、绪论焊接机器人是工业机器人中的一种，是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。对焊接作业而言，焊接机器人是能够自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的焊接操作机。目前,在焊接生产中使用的主要是点焊机器人、弧焊机器人、切割机器人和喷涂机器人，其中应用中最普遍的是点焊机器人和弧焊机器人。多数焊接机器人是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等

2、多种任务。机器人可以根据程序要求和任务性质，自动更换机器人手腕上的工具，完成相应的任务。从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。工业机器人为面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。焊接机器人焊接视频0.1工业机器人0.1.1国外工业机器人20世纪40年代中后期，机器人

3、的研究与发明得到了更多人的关心与关注。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利，是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人(Unimate点焊机器人）在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。0.1工业机器人20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人。60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工

4、业生产中得到应用。1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。0.1工业机器人当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。目前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。0.1工业机器人0.1.2国内工业机器人我国工业机器人起步于70年代初期，经过20多年的发展，

5、大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期、80年代的开发期和90年代的适用化期。我国于1972年开始研制自己的工业机器人。“七五”期间，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年，“国家高新技术研究发展计划（863计划）”开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，成功地研制出了一批特种机器人。0.1工业机器人从90年代初期起，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人。与国际同行相比，差距依

6、旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。0.2焊接机器人第一代是指基于示教再现工作方式的焊接机器人，由于其具有操作简便、不需要环境模型、示教时可修正机械结构带来的误差等特点，在焊接生产中得到大量使用。第二代是指基于一定传感器信息的离线编程焊接机器人，得益于焊接传感器技术的不断改进，这类机器人现已进入应用研究的阶段。第三代是指装有多种传感器，接受作用指令后能根据环境自行编程的高度适应性智能焊接机器人。焊接机器人发展动向：（1）机器

7、人操作机结构通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用，实现机器人操作机构的优化设计。探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比。例如，以德国KUKA公司为代表的机器人公司，已将机器人并联平行四边形结构改为开链结构，拓展了机器人的工作范围，加之轻质铝合金材料的应用，大大提高了机器人的性能。此外采用先进的RV减速器及交流伺服电机，使机器人操作机几乎成为免维护系统。（1）机器人操作机结构机构向着模块化、可重构方向发展。例如，关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式

8、构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。机器人的结构更加灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化方向发展。采用并联机构，利用机器人技术，实现高精度测量及加工，这是机器人技术向数控技术的拓展，为将来实现机器人和数控技术一体化奠定了基础。意大利COMAU（柯马）公司，日本FANUC等公司已开发出了此类产品。2．机器人控制系统重点研究开放式，模块化控制系