焊接机器人应用与维护课件：焊接机器人工作站组成

焊接机器人工作站组成任务一认识焊接的原理及方法1.1焊接的原理焊接方法分类目录1.2焊接的原理焊接是一种通过加热或加压，或两者同时用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形加工方法，它是现代制造业的重要生产方式之一。焊接方法分类金属焊接是工业上使用最广、最重要的焊接制造工艺，其方法多达40余种，总体可分为钎焊、熔焊和压焊三大类。焊接方法分类1.钎焊钎焊是将熔点低于被焊工件的钎料（填充金属）加热熔化之后，填充接头间隙，使钎料与被焊工件相互扩散、实现焊接的方法。根据钎料熔点不同，钎焊又可分为硬钎焊和软钎焊。焊接方法分类2.熔焊熔焊是通过加热，将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池，冷却凝固后接合为一体的焊接方法。根据焊接热源的不同，熔焊方法又可分为电弧焊，包括焊条电弧焊、CO2气体保护电弧焊、等离子弧焊等；以化学热作为热源的气焊；以熔渣电阻热作为热源的电渣焊；以高能束作为热源的电子束焊和激光焊等。焊接方法分类3.压焊压焊又称固态焊接，它是在加压条件下（加热或不加热），使工件和焊件在固态下实现原子间结合的焊接方法。按照是否加热，压焊有两种形式，一种是将被焊材料的被电极接触的部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，使其形成牢固的焊接接头，如电阻焊、摩擦焊、锻焊等；另一种是不加热，仅在被焊材料的接触面上施加足够的压力，使接触面产生塑性变形而形成牢固的焊接接头，如冷压焊、爆炸焊、超声波焊等。谢谢焊接机器人工作站组成任务二认识焊接机器人工作站2.1焊接机器人定义焊接机器人工作站目录2.2焊接机器人定义焊接机器人是从事焊接（包括切割与热喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）对工业机器人的定义：工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰处装接焊钳或焊（割）枪，使之能进行焊接、切割或热喷涂。焊接机器人(WeldingRobot)被广泛用于汽车、工程机械、能源设备制造以及铁路、航空航天、军工、冶金、电器等行业，是目前工业机器人中产量最大、应用最广的产品，其总量占现有工业机器人总量的50%左右。与传统焊接相比，机器人焊接具有以下优点：（1）焊接质量的稳定和提高易于实现，并保证其均一性。（2）提高生产率，在一天内可24h连续生产。（3）可在有害环境下长期工作。（4）降低对工人操作技术难度的要求。（5）缩短产品改型换代的准备周期，减少设备投资。（6）可实现小批量产品焊接自动化。（7）为焊接柔性生产线提供基础。焊接机器人工作站焊接机器人工作站是一个以焊接机器人为中心的综合性高、集成度高、多设备协同作业的焊接工作单元，是焊接机器人应州系统中一种常见的应用形式，可独立完成焊接工作，也可使用在自动生产线上，作为具有焊接功能的一个“站”。一般来讲，标准化的焊接机器人工作站主要包括机器人本体、控制系统、焊接系统、变位机、清枪系统及安全防护设备等。点焊机器人工作站

点焊机器人是用于点焊自动作业的工业机器人。

点焊机器人（如图所示）由机器人本体、控制柜、示教器和点焊焊接系统等部分组成。为了适应灵活动作的工作要求，通常点焊机器人选用关节式工业机器人的基本设计，一般具有6个自由度：腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。其驱动方式有液压驱动和电气驱动两种。1.认识点焊机器人点焊机器人工作站

点焊机器人虽然有多种结构形式，但大体上都可以分为三大组成部分（其结构组成如图所示），即机器人本体、点焊焊接系统及控制系统。目前应用较广的点焊机器人的本体形式主要为直角坐标简易型及全关节型。2.点焊机器人系统组成点焊机器人工作站

点焊机器人虽然有多种结构形式，但大体上都可以分为三大组成部分（其结构组成如图所示），即机器人本体、点焊焊接系统及控制系统。目前应用较广的点焊机器人的本体形式主要为直角坐标简易型及全关节型。2.点焊机器人系统组成点焊机器人工作站

（1）焊机进行电阻点焊的焊机简称阻焊机，其外观如图所示，它主要用于焊接电流、焊接时间等焊接参数及焊机冷却等的自动控制与调整。阻焊机主要有单相交流工频焊机、三相次级整流焊机、中频逆变焊机、交流变频焊机等几类，机器人使用的焊机以逆变焊机、交流变频焊机居多。3.点焊控制装置点焊机器人工作站

（2）焊钳焊钳是点焊作业的基本工具，它是将点焊用的电极、焊枪架和加压装置紧凑汇总的焊接装置。焊钳从用途上分一般有C型和X型两大类，如图所示。C型焊钳一般用于上下薄板结合点焊的焊接，X型焊钳一般用于前后薄板结合点的焊接。3.点焊控制装置点焊机器人工作站

（3）电极点焊电极是保证点焊质量的重要零件，其主要功能是向工件传导电流、压力，导散焊接区热量等。点焊电极的结构可分为标准直电极、弯电极、帽式电极、螺纹电极和复合电极五种。3.点焊控制装置点焊机器人工作站

（4）冷却水系统由于点焊是低压大电流焊接，在焊接过程中，导体会产生大量的热量，所以焊钳、焊钳变压器等需要水冷。3.点焊控制装置弧焊机器人工作站

弧焊机器人是指用于进行自动弧焊（包括切割和热喷涂）的工业机器人，其末端执行器为焊枪，它的组成和原理与点焊机器人基本相同。弧焊机器人是焊接机器人的一种，可被应用在所有电弧焊的工艺方法中，最常用的焊接方法主要包括CO2气体保护焊、MAG焊、MIG焊、TIG焊及埋弧焊等1.认识弧焊机器人弧焊机器人工作站

弧焊机器人系统是包含焊接装置的机器人焊接工作站，一般由机器人本体、控制系统、变位机、焊接系统及安全防护设备等组成2.弧焊机器人系统组成弧焊机器人工作站

弧焊机器人系统是包含焊接装置的机器人焊接工作站，一般由机器人本体、控制系统、变位机、焊接系统及安全防护设备等组成2.弧焊机器人系统组成弧焊机器人工作站

（1）弧焊电源弧焊电源是用来对焊接电压、焊接电流、焊接时间等焊接参数自动控制与调整的设备。常用的弧焊机有交流弧焊机和逆变弧焊机两大类，其中逆变弧焊机根据焊接电流的输出形式又可分为逆变式直流焊机（简称直流焊接）和逆变式直流脉冲焊机（简称脉冲焊机）。3.弧焊控制装置弧焊机器人工作站

（2）焊枪焊枪将焊接电源的大电流产生的热量聚集在焊枪的终端来熔化焊丝，熔化的焊丝渗透到需焊接的部位，冷却后，被焊接的物体牢固地连接成一体。焊枪的种类很多，根据焊接工艺的不同，选择相应的焊枪。对于机器人弧焊工作站而言，采用的是熔化极气体保护焊焊枪，其基本组成有导电嘴、气体保护喷嘴、送丝导管和焊接电缆等。3.弧焊控制装置弧焊机器人工作站

（3）送丝机送丝机是为焊枪自动输送焊丝的装置，一般安装在机器人U轴上。主要由送丝电动机、压紧机构、送丝滚轮等组成。送丝稳定性是关系到焊接能否连续稳定进行的重要问题。3.弧焊控制装置弧焊机器人工作站

（4）变位机焊接变位机承载工件及焊接所需工装，主要作用是实现焊接过程中将工件进行翻转变位，以便获得最佳的焊接位置，可缩短辅助时间，提高劳动生产率，改善焊接质量，是机器人焊接作业不可缺少的周边设备。3.弧焊控制装置弧焊机器人工作站

（5）供气系统供气系统的作用就是保证纯度合格的保护气体在焊接时以适宜的流量平稳地从焊枪喷嘴喷出。目前国内保护气体的供应方式主要有瓶装供气和管道供气两种，但以钢瓶装供气为主。瓶装供气系统主要由钢瓶、气体调节器、电磁气阀、电磁气阀的控制电路及气路构成。气瓶出口处安装了减压器，减压器由减压机构、加热器、压力表和流量计等部分组成。3.弧焊控制装置弧焊机器人工作站

（6）焊枪清理装置工业机器人焊枪经过焊接后，内壁会积累大量的焊渣，影响焊接质量，因此需要使用焊枪清理装置定期清除；焊丝过短、过长或焊丝端头成球状，也可以通过焊枪清理装置进行处理。焊枪清理装置主要包括剪丝、沾油、清渣以及喷嘴外表面的打磨装置。3.弧焊控制装置激光焊机器人工作站

激光焊接机器人是用于激光焊接自动作业的工业机器人，通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业，其末端执行器为激光加工头。与弧焊机器人相比，激光焊接机器人的焊缝跟踪精度要求更高1.认识激光焊机器人激光焊机器人工作站

典型的激光焊接机器人系统由高柔性六轴工业机器人、光纤激光器、激光焊接头、工装夹具、防护装备等组成2.激光焊机器人系统的组成激光焊机器人工作站

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