2.1　認識機器人弧焊應用

2.1.1　焊接類型及原理

生活中，我們經過門窗店、工廠、工地施工現場，有時會看到工人在進行焊接作業，工人一個手持焊槍、一個手持防護面罩，現場發出刺眼的白光、冒著白煙。人工焊接要求焊接工人有熟練的操作技能、豐富的實踐經驗和穩定的焊接水平，同時又要能忍受惡劣的作業條件，如長時間連續作業、長時間彎曲身體、光污染嚴重、熱輻射大、煙塵多。人工焊接作業場景如圖2-1所示。

隨著自動化生產的發展，特別是工業機器人應用的普及，大規模、批量化的工件焊接作業，越來越多地使用工業機器人來代替人工焊接。目前國內外的汽車主機廠，基本實現焊接全自動化，弧焊、點焊、激光焊全部由機器人完成。如圖2-2所示為焊接機器人在汽車生產中的應用場景之一。

工業機器人焊接相比人工焊接，更能保證焊接的質量、產品的一致性，機器人可以快速到達作業空間上位置進行焊接、可以24小時連續作業，效率也大大提高。機器人焊接和人工焊接特點對比如表2-1所示。

焊接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬，或其他熱塑性材料的制造工藝及技術。焊接方法主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。其中熔焊在工業生產中占的比例最大，約占 60%，壓焊約占 30%，釬焊約占 10%。這三種焊接類型的原理和常見焊接方法如表2-2所示。

三種焊接類型中，最常見的焊接方法分別是弧焊、點焊、火焰釬焊，如圖2-3所示。在本章中，我們要學習的機器人弧焊類型就屬于熔焊。

2.1.2　機器人弧焊工作站的組成

一個機器人焊接系統包括機器人、焊接軟件、焊機、送絲機、焊槍、保護氣體、周邊設備。周邊設備根據實際需要配備，常見的有專用夾具、變位機、翻轉臺、焊煙凈化器、焊縫跟蹤系統、清槍站等。一個基本的工業機器人弧焊系統如圖2-4 所示。焊接系統各部分的作用和要求如表2-3所示。

機器人弧焊工作站如圖2-5所示。工作站包含弧焊機器人、焊機、焊絲、焊槍、保護氣體、翻轉臺、專用夾具、工件臺、快速夾具。工作站各部分作用和主要參數如表2-4所示。

（1）焊機

焊機是機器人弧焊工作站的核心部件，焊機輸入電壓為三相交流380V，輸出直流電進行焊接。焊機輸出電源的正極接到送絲機的正極端（與焊絲接通），輸出電源的負極端接到工件臺上。焊接起弧時，帶正極電的焊絲和帶負極電的工件短路，短路產生的熱量使焊絲和工件熔化。焊接過程中，焊機和機器人能夠進行通信，焊機為送絲機提供電源，同時控制送絲機。焊機輸出的接口如圖2-6所示。

（2）送絲機

送絲機是機器人弧焊過程中的關鍵部件，焊絲和保護氣體都經過送絲機輸送，才能到達焊槍。焊機輸出電源的正極，接到送絲機，與焊絲接通。保護氣體也是接到送絲機的氣體接口上。送絲機有一條控制線與焊機連接，送絲機的電源由焊機提供，焊絲的輸送由焊機控制，保護氣體的開關也是由焊機控制。送絲機上的接口如圖2-7所示。

焊機、焊絲、送絲機、機器人、工件臺和保護氣體，它們之間的連接如圖2-8所示，它們相互連接起來，組成了機器人弧焊工作站。

任務測評：

（1）焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三大類，機器人弧焊是屬于____。

（2）焊機輸出電源的正極接到___上，焊機輸出電源的負極接到___上。

（3）焊接機器人區別于其他機器人的關鍵之處，是焊接機器人的系統中安裝了___軟件。

（4）焊接機器人的精度要求達到_____。

（5）請簡要畫出你使用的機器人弧焊工作站的連接框圖。