焊接机器人基本操作及应用课件

置及坐标系的方位，即刚体B的位置和姿态可由坐标系｛B｝来描述：
{B} BAR,
p A BO
当表示位置时，旋转矩阵为单位阵； 当表示姿态时，位置矢量等于零。
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第二节 坐标变换
1、坐标平移
坐标系｛B｝与｛A｝具有相同的方位，但｛B｝的原点与｛A｝的原点不重合，
则空间任意点P在｛A｝中的描述可以表示为： 称为坐标平移方程
➢按驱动方式划分： • 气压驱动（压缩空气） • 液压驱动（重型机器人，如搬运、点焊机器人） • 电驱动（电动机），应用最多
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三、机器人的分类
➢按照应用领域划分： • 工业机器人，面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。 • 特种机器人，用于非制造业的各种机器人，服务机器人、水下机器 人、农业机器人、军用机器人等
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三、机器人的分类
➢按照基本结构划分： • 直角坐标型， 也称“机床型” • 圆柱坐标型 • 球坐标型 • 全关节型
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三、机器人的分类
➢按照受控运动方式划分： • 点位控制（PTP）型，Point to Point, 如点焊、搬运机器人 • 连续轨迹控制（CP）型，Continous Path，如弧焊、喷漆机器人
r21
r22
r23
r31 r32 r33
旋转矩阵是正交的。
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第一节 位置和方位的表示
按照上述定义，绕 x 轴旋转了θ 角的旋转矩阵，为
1 0
0
R(x,
)
0
cos
sin
0 sin cos
zB
zA
同样也可以写出R（y，θ），R（z，θ）
O
yB yA
xA (xB )
总之，用位置矢量描述刚体的位置，用旋转矩阵描述刚体的姿态（方位）

7.3 焊接机器人的作业示教
一、点焊机器人作业示教
2.点焊作业示教
程序点 程序点1 程序点2 程序点3 程序点4 程序点5
程序点说明（点焊作业）
说明
手爪动作
机器人原点
作业临近点 点焊作业点 作业临近点 机器人原点
大开→小开 小开→闭合 闭合→小开 小开→大开
焊接机器人作业示教流程
7.3 焊接机器人的作业示教
7.2 焊接机器人的系统组成
一、点焊机器人 机器人点焊用焊钳种类繁多，从外形结构上有C型和X型2种。
点焊机器人焊钳（外形结构）
a）C型焊钳
b）X型焊钳
7.2 焊接机器人的系统组成
一、点焊机器人 1.气动焊钳
气动焊钳是“气动”是使用压缩 空气驱动加压气缸活塞，然后由 活塞的连杆驱动相应的传递机构 带动两电极臂闭合或张开。目前 点焊机器人比较常用的。它利用 气缸来加压，一般具有2个行程 ，能够使电极完成大开、小开和 闭合3个动作，电极压力一旦调 定后是不能随意变化的。
7.3 焊接机器人的作业示教
一、点焊机器人作业示教
点焊是最广为人知的电阻焊接工艺，通常用于板材焊接。焊接限于一个或几个点上，将 工件互相重叠。 1.TCP确定 运动轨迹——工业机器人作业 示教的一项重要内容，即确定 各程序点处工具中心点（ TCP)的位 姿 。 对点 焊 机器人 而言，TCP一般设在焊钳开口 的中点处，且要求焊钳两电极 垂直于被焊工件表面。
送丝机可以装在机器人的上臂上，也可以放在机器人之外，前者焊枪到送丝机之间的软 管较短，有利于保持送丝的稳定性；而后者软管较长，当机器人把焊枪送到某些位置， 使软管处于多弯曲状态时会严重影响送丝的质量。因此，送丝机的安装方式一定要考虑 保证送丝稳定性的问题。 在机器人的末端焊枪上还装有各类触觉或接近传感器，可以使机器人在过分接近工件或 发生碰撞时停止工作。当发生碰撞时，一定要检验焊枪是否被碰歪，否则由于工具中心 点的变化，焊接的路径将会发生较大的变化，从而出现废品。

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焊接质量评价与改进措施
焊接质量评价标准及方法
评价标准
根据焊接接头的外观、尺寸精度 、力学性能、耐腐蚀性等方面制 定评价标准。
评价方法
采用目视检查、无损检测（如X射 线、超声波等）、破坏性试验等 方法对焊接质量进行评价。
常见缺陷类型及原因分析
常见缺陷类型
包括焊缝形状缺陷（如咬边、焊瘤等 ）、焊缝内部缺陷（如气孔、夹渣等 ）、焊接变形等。
平台选择
焊接机器人操作编程平台包括PC端编程 软件、示教器编程和离线编程等。PC端 编程软件如RobotStudio等提供了强大的 编程功能和仿真能力；示教器编程通过手 持示教器对机器人进行在线示教，适用于 简单任务的快速编程；离线编程则通过 CAD/CAM等软件进行机器人路径规划和 程序生成，提高了编程效率和精度。
行业发展趋势预测
智能化发展
随着人工智能技术的不断进步，未来的焊接机器人将更加智能化， 能够实现自主规划路径、自适应调整工艺参数等功能。
多机器人协同
多机器人协同作业将成为未来发展的重要趋势，通过协同规划和控 制，多个机器人可以共同完成复杂的焊接任务。
柔性化生产
随着市场需求的多样化，柔性化生产将成为主流。焊接机器人将具备 更高的灵活性和可重构性，以适应不同产品的生产需求。
编程实例演示
直线焊接编程
通过实例演示直线焊接的编程过程，包括起点、终点、速度、姿 态等参数的设置和调整，以及相应的程序结构和指令。
圆弧焊接编程
展示圆弧焊接的编程方法，涉及圆心、半径、起止角度等参数的确 定和计算，以及圆弧插补指令的使用和调试技巧。
复杂轨迹焊接编程
针对复杂形状的工件，演示如何进行轨迹规划和程序编写，包括多 段轨迹的组合、姿态调整、速度优化等高级编程技巧。

焊接机器人设备介绍
一、关于焊接机器人
(一) 焊接机器人的定义
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，具有三个或更多可编程的轴，用于 工业自动化领域。
焊接机器人是从事焊接ห้องสมุดไป่ตู้业（包括切割与喷涂）
的工业机器人。
(二) 焊接机器人的分类
1、按用途来分
弧焊机器人
点焊机器人
(三) 机器人焊接系统组成
弧焊机器人工作站
① 点焊机器人：机器人本体、机器人控制柜和编程盒等 ② 焊接系统：一体式焊钳、定时器和接口，各设备间的连接电缆、压缩空气管 和 冷却水管等 ③ 机器人底座或机架 ④ 工装夹具：工作台、工件夹具 ⑤ 辅助装备：电极修整装置、围栏、安全保护设施等
点焊机器人工作站
应用实例1:单工位固定式机器人焊接工作站
浙江天煌科技实业有限公司
(二) 行走+焊接机器人组合的工作站
◆适合于三维面焊接件，无论是直线、曲线、圆弧焊缝，都能较理想使焊缝处于船型焊接位置，可有效的保证焊枪的 可达性及焊缝的工艺性，相对于块焊接的工件宽度、高度、直径小； ◆采用高精度伺服电机及减缩机保证变位的重复定位精度 ，夹具折卸更换方便，自动化拓展性强； ◆可选配机器人本体同类型电机，可达到8轴协调联动； ◆利用机器人在X向行走，不仅解决超长工件的可焊性，而且还可以让开吊具对工件取放的阻碍； ◆主要适应于MAG自动焊接工艺，能充分体现机器人寻位、电弧跟踪、多层多道的应用价值； ◆多工位成一字形摆放，可以有效提高装件取件的时间值，充分保证利用机器人生产价值 。
浙江天煌科技实业有限公司
3. 双工位回转式机器人焊接工作 站
◆适于所有小型结构件产 品的自动化焊接； ◆ 工位自动切换，大大降 低人力物流强度，操作方 便、安全快捷、简洁实用； ◆工位自动切换定位精度 高，夹具折卸更换方便， 自动化拓展性强； ◆自动变位采用高品质气 缸推动齿轮齿条原理，水 平正负180度交替 回转， 速度平稳； ◆具有到位限位档块与缓 冲机构，回转速度根据需 要可调节； ◆具有开气、断气、断电 等安全保护，夹具采用气 动手动均可； ◆适应于MAG/TIG/等离子 弧焊自动焊接工艺。