什么是焊接机器人?如何分类的?
工业机器人按执行机构运动的控制机能,可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。
一、焊接机器人的定义
焊接机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),主要从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。工业机器人具有三个或更多可编程的轴,多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装接焊钳或焊(割)枪的,使之能进行焊接、切割或热喷涂。
二、焊接机器人的分类
焊接机器人可以根据不同的分类标准进行分类,以下是一些主要的分类方式:
1. 按自动化技术发展程度分类
示教再现型机器人:属于第一代工业机器人,由操作者将完成某项作业所需的运动轨迹、运动速度、触发条件、作业顺序等信息通过直接或间接的方式对机器人进行“示教”,由记忆单元将示教过程进行记录,再在一定的精度范围内,重复再现被示教的内容。目前在工业中得到大量应用的焊接机器人多属此类。
具备一定智能的机器人:这类机器人能够通过传感手段(触觉、力觉、视觉等)对环境进行一定程度的感知,并根据感知到的信息对机器人作业内容进行适当的反馈控制,对焊枪对中情况、运动速度、焊枪姿态、焊接是否开始或终止等进行修正。这类机器人属于工业机器人在其自动化技术发展过程中的第二代,如采用接触式传感、结构光视觉等方法实现焊缝自动寻位与自动跟踪的焊接机器人。
具有决策和规划能力的机器人:除了具有一定的感知能力外,还具有一定的决策和规划能力,例如能够利用计算机处理传感结果并对焊接任务进行规划,或根据焊接过程中的多信息传感进行智能决策等。该类焊接机器人仍处于研究阶段,尚未见实际应用。
2. 按性能指标分类
按照机器人性能指标的不同,可将其分为五种:超大型焊接机器人、大型焊接机器人、中型焊接机器人、小型焊接机器人、超小型焊接机器人。
3. 按作业中采用的焊接方法分类
点焊机器人:具有有效载荷大、工作空间大的特点,配备有专用的点焊枪,并能实现灵活准确的运动,以适应点焊作业的要求。其最典型的应用是用于汽车车身的自动装配生产线。
弧焊机器人:因弧焊的连续作业要求,需实现连续轨迹控制,也可利用插补功能根据示教点生成连续焊接轨迹。弧焊机器人除机器人本体、示教器与控制柜之外,还包括焊枪、自动送丝机构、焊接电源、保护气体相关部件等。
搅拌摩擦焊机器人:因其焊接过程中产生的振动、对焊缝施加的压力、搅拌主轴尺寸、垂向和侧向的轨迹偏转等原因,对机器人提供的正压力、扭矩,以及机器人的力觉传感能力、轨迹控制能力等都提出了较高的要求。
激光焊机器人:除了较高的精度要求外,还常通过与线性轴、旋转台或其他机器人协作的方式,以实现复杂曲线焊缝或大型焊件的灵活焊接。
4. 按用途分类
通用焊接机器人:可以完成多种类型的焊接任务,具有较高的灵活性和适应性。
专用焊接机器人:专门用于某种特定的焊接工艺,如激光焊接、等离子焊接等。
5. 按运动轨迹分类
点位控制机器人:主要用于空间位置的准确移动和定位。
连续轨迹控制机器人:可以完成更为复杂的运动轨迹控制,如弧焊、缝焊等。
6. 按操作方式分类
示教再现型机器人:通过预先示教编程完成任务的再现。
非示教型机器人:需要通过实时感知和反馈信息实现自主控制。
综上所述,焊接机器人具有多种分类方式,每种分类方式都有其特定的应用场景和优势。随着技术的不断发展,焊接机器人的性能和功能将不断提升,为工业自动化和智能制造领域带来更多的便利和效益。