焊接机器人为什么能够在钢结构行业得到应用

进入2000年以后，我国国民经济显著增长，国力明显增强，钢产量大幅提高，在建筑中提出了“积极、合理地用钢”，从此甩掉了“限制用钢”的束缚，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。焊接系统采用FANUC公司生产的M-710iC/20L机械臂和美国LINCOLN公司的POWERW***Ei400数字焊接电源，能够很好的满足操作灵活度和焊缝质量的要求。从2008年奥运会鸟巢场馆、中国尊到如今的港珠澳大桥，出现了钢结构建筑热潮，强劲的市场需求，推动钢结构建筑迅猛发展，建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑。

在钢结构工程建设过程中，焊接是钢结构工程制作和安装的关键技术和质量控制手段，在建设工程中有着十分重要的作用。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。由于钢结构结构形式的多样性，加之其安装过程多在户外，自动化焊接程度较低，多数采用手工进行焊接。机器人焊接在钢结构建设过程中的应用仅限于前期在车间内钢结构部件的组装连接，如图1所示，例如H柱、梁、箱型柱、U形肋、板肋板单元和横隔板单元的组装连接等。

由于钢结构应用场所的重要性，因此在钢结构生产安装过程中对钢结构的焊接提出了更高要求。经过十几年的持续努力，在***的***和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。钢结构的焊接性包含以下两个方面的含义：一是工艺焊接性，是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得致密、无缺陷并具有一定使用性能的焊接接头的能力；二是使用焊接性，是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种性能的程度，包括常规的力学性能（强度、塑性、韧性等）或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。

?机器人控制器的通用化、开放化和多轴协调控制

机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置， 它是机器人的心脏， 决定了机器人性能的优劣。为了适应不同的用途，机 器人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。传统的机器人控制器基本上采用专用的计算机、 专用的机器人语言和专用的操作系统设计的， 结构封闭， 表现出开放性差、 软件***性差、 扩展性差、 缺少网络功能等缺点， 它严重地影响了机器人的发展和应用水平。在这种情况下， 开发开放式的机器人控制系统显得非常迫切， 同时开放式机器人控制器也是当前控制系统的主流和发展趋势。

目前各机器人厂商的控制柜都具有多轴协调控制能力， 用于多机器人焊接系统， 即若干个机器人通过合作与协调而完成某一任务。但是这种侧置式机器人，2、3轴为悬臂结构，降低机器人的刚度，一般适用于负载较小的机器人，用于电弧焊、切割或喷涂。例如 MOTOMAN的机器人控制柜 NX100 可控制 4 台弧焊机器人同时作业， 使生产效率进一步提高。由于1台控制柜可统一控制多台机器人，所以机器人间无需联锁。

焊接过程中， 可根据作业内容选择多台机器人协调作业， 或选择单台机器人***作业， 控制器实时监控手臂间的干涉， 即使在示教中， 也能防止机器人间发生碰撞。

1.2 不锈钢气室机器人柔性激光焊接加工设备是针对不锈钢焊接变形量比较大，密封性要求高的箱体类工件焊接开发的的柔性机器人激光焊接加工设备。近十几年来，随着相关领域技术快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。　该加工设备是由机器人、激光发生器机组、水冷却机组、激光扫描跟踪系统、柔性变位机、工装夹具、安全护栏、吸尘装置和控制系统等组成，通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工装夹具，可实现多个品种的不锈钢气室类工件的自动焊接。

1.3 轴类焊接机器人工作站是专门针对低压电器行业中式断路器中的转轴焊接开发的专用设备，推出了一套专用的转轴焊接机器人工作站。

轴类焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊枪送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成。加拿***ervorobot和英国META公司已有商业化的产品出售。该工作站用于以转轴为基体（上置若干悬臂）的各类工件的焊接，在同一工作站内通过使用不同的夹具可实现多品种的转轴自动焊接。焊接的现对位置精度很高。由于采用双工位变位机，焊接的同时，其他工位可拆装工件，极大的提高了效率。