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            焊接機器人應用現狀及發展趨勢

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            焊接機器人應用現狀及發展趨勢

            發布日期:2016-07-30 00:00:00 作者: 點擊:

            據不完全統計,全世界在役的工業機器人中大約有將近一半的工業機器人用于各種形式的焊接加工領域,焊接機器人應用中Z普遍的主要有兩種方式,即點焊和電弧焊。圖4所示是這兩種焊接機器人在工業機器人中所占的大致比例。我們所說的焊接機器人其實就是在焊接生產領域代替焊工從事焊接任務的工業機器人。電焊機設備廠家這些焊接機器人中有的是為某種焊接方式專門設計的,而大多數的焊接機器人其實就是通用的工業機器人裝上某種焊接工具而構成的。在多任務環境中,一臺機器人甚至可以完成包括焊接在內的抓物、搬運、安裝、焊接、卸料等多種任務,機器人可以根據程序要求和任務性質,自動更換機器人手腕上的工具,完成相應的任務。因此,從某種意義上來說,工業機器人的發展歷史就是焊接機器人的發展歷史。

                眾所周知,焊接加工一方面要求焊工要有熟練的操作技能、豐富的實踐經驗、穩定的焊接水平;另一方面,焊接又是一種勞動條件差、煙塵多、熱輻射大、危險性高的工作。工業機器人的出現使人們自然而然首先想到用它代替人的手工焊接,減輕焊工的勞動強度,同時也可以保證焊接質量和提高焊接效率。

                然而,焊接又與其它工業加工過程不一樣搬運機器人,比如,電弧焊過程中,被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻產生變形,焊縫的軌跡會因此而發生變化。手工焊時有經驗的焊工可以根據眼睛所觀察到的實際焊縫位置適時地調整焊槍的位置、姿態和行走的速度,以適應焊縫軌跡的變化。然而機器人要適應這種變化,必須首先像人一樣要“看”到這種變化,然后采取相應的措施調整焊槍的位置和狀態,實現對焊縫的實時跟蹤。由于電弧焊接過程中有強烈弧光、電弧噪音、煙塵、熔滴過渡不穩定引起的焊絲短路、大電流強磁場等復雜的環境因素的存在,機器人要檢測和識別焊縫所需要的信號特征的提取并不像工業制造中其它加工過程的檢測那么容易,因此,焊接機器人的應用并不是一開始就用于電弧焊過程的。

                實際上,工業機器人在焊接領域的應用Z早是從汽車裝配生產線上的電阻點焊開始的。原因在于電阻點焊的過程相對比較簡單,控制方便,且不需要焊縫軌跡跟蹤,對機器人的精度和重復精度的控制要求比較低。圖5所示為不同形式的機器人點焊鉗。點焊機器人在汽車裝配生產線上的大量應用大大提高了汽車裝配焊接的生產率和焊接質量,同時又具有柔性焊接的特點,即只要改變程序,就可在同一條生產線上對不同的車型進行裝配焊接。

                從機器人誕生到本世紀80年代初,機器人技術經歷了一個長期緩慢的發展過程。到了90年代,隨著計算機技術、微電子技術、網絡技術等的快速發展,機器人技術也得到了飛速發展。工業機器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不斷提高,而機器人的制造成本和價格卻不斷下降。在西方社會,和機器人價格相反的是,人的勞動力成本有不斷增長的趨勢。圖6所示是聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)統計的從1990年至2000年的機器人價格指數和勞動力成本指數的變化曲線。圖中,把1990年的機器人價格指數和勞動力成本指數都作為參考值100,至2000年,勞動力成本指數為140,增長了40%;而機器人在考慮質量因素的情況下價格指數低于20,降低了80%,在不考慮質量因素的情況下,機器人的價格指數約為40,降低了60%.這里,不考慮質量因素的機器人價格是指現在的機器人實際價格與過去相比較;而考慮質量因素是指由于機器人制造工藝技術水平的提高,機器人的制造質量和性能即使在同等價格的條件下也要比以前高,因此,如果按過去的機器人同等質量和性能考慮,機器人的價格指數應該更低。


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