焊接传感器

焊接机器人由示教再现型向智能型发展， 增强其柔性和适应性， 传感器是必不可少的。从经营角度看，设备的购入与产出平衡对企业来说非常重要，加之市场的影响，产品的更新换代周期相对缩短。对于自主焊接来说， 传感器感知外部环境的变化通知机器人，机器人实时调整工作状态， 以适应环境的变化这一点对于焊接来说尤为重要。在实际焊接过程中， 焊接条件是经常变化的， 如加工和装配上的误差会造成焊缝位置和尺寸的变化， 焊接过程中工件受热及散热条件改变会造成焊道变形和熔透不均。为了克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响， 需提高机器人作业的智能化水平和工作的可靠性， 要求弧焊机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪， 而且还能实现焊接参数的在线检测、 调整和焊缝质量的实时控制。目前， 应用比较成熟的传感器主要是焊缝跟踪传感器， 主要有电弧跟踪和激光跟踪两大类， 分别如图所示。

电弧跟踪传感优点是简单， 不用附加另外的传感装置， 但它只适用于熔化极焊接场合。目前很多商用机器人已具有电弧跟踪传感功能。可以看到，当工件位置不同时，激光光斑成像在CCD上的位置是不同的。激光跟踪传感由于其优越的性能， 已成为有前途、 发展快的焊接传感器。由激光二极管发射的激光束入射到工件表面， 经金属表面反射， 由 CCD 摄像机接收成像。可以看到， 当工件位置不同时， 激光光斑成像在 CCD 上的位置是不同的。如果已知激光入射角度， 通过图像上的光斑位置， 就可以计算出工件上点的三维信息。除了这种点式激光光源， 目前更多的焊缝激光传感器采用激光条纹作为光源。加拿***ervorobot 和英国 META 公司已有商业化的产品出售。这类***的激光焊缝跟踪传感器的售价一般在20 万元以上， 比机器人本体还要昂贵。传感结果通过数据接口传输给机器人控制， 由控制器发出指令对机器人的运动进行调整。

弧焊机器人的特点

　　弧焊机器人多采用气体保护焊方法（MAG、MIG、TIG），通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。期望一个企业培养的技术人才是不现实的，但是焊接机器人的应用状况又确实与这些人的技术素养相关。由于机器人控制柜采用数字控制，而焊接电源多为模拟控制，所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。

　　近年来，国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备，在这些焊接设备内已经插入相应的接口板，所以弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。人机对话人机对话意味着自动化程度的提高，同时也给我们带来了效率和效益。应该指出的是，在弧焊机器人工作周期中，电弧时间所占的比例较大，因此在选择焊接电源时，一般应按持续率100％来确定电源的容量。送丝机构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，而后者软管校长，当机器人把焊枪送到某些位置，使软管处于多弯曲状态，会严重影响送丝的质量，所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。

焊接机器人应用技术是机器人技术、焊接技术和系统工程技术的融合，焊接机器人能否在实际生产中得到应用，发挥其优越性，取决于这几方面技术的共同提高，而系统工程技术是机器人技术和焊接技术的粘合剂。目前在我国虽然已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品，但却不能批量生产，形成规模，有以下几个主要原因：国内机器人价格没有优势。目前，焊接工艺正以惊人的发展速度成为工业生产中的主流工艺，而焊接质量和焊接生产率是任何企业都不能忽视的问题，因而焊接机器人的广泛应用势在必行。过去，由于国内缺乏***技术人才，对机器人的应用缺乏深层次的开发和利用，使它的利用效率远没有很好地体现出来。如今，这种状况正在迅速地改变。