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焊接机器人是一个机电一体化的设备,可以按用途、结构、受控运动方式、驱动方法等观点对其进行分类。

  (1)按用途分类

  1) 弧焊机器人  由于弧焊工艺早已在诸多行业中得到普及,弧焊机器人在通用机械金属结构等许多行业中得到广泛运用。弧焊机器人是包括各种电弧焊附属装置在内的柔性焊接系统,而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机,因而对其性能有着特殊的要求。在弧焊作业中,焊枪应跟踪工件的焊道运动,并不断填充金属形成焊缝。因此运动过程中速度的稳定性和轨迹精度是两项重要指标。一般情况下,焊接速度约取5~50mm/s,轨迹精度约为±0.2~0.5mm,由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此,希望在跟踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大。

  2) 点焊机器人  汽车工业是点焊机器人系统一个典型的应用领域,在装配每台汽车车体时,大约60%的焊点是由机器人完成。最初,点焊机器人只用于增强焊作业(往已拼接好的工件上增加焊点),后来为了保证拼接精度,又让机器人完成定位焊接作业。

  (2)按结构坐标系来分

  1) 直角坐标型  这类机器人的结构和控制方案与机床类似,其到达空间位置的三个运动(x、y、z)是由直线运动构成(见图1),江苏焊接机器人厂,这种形式的机器人优点是运动学模型简单,各轴线位移分辨率在操作容积内任一点上均为恒定,控制精度容易提高;缺点是机构庞大,工作空间小,操作灵活性较差。简易和专用焊接机器人常采用这种形式。

  2) 圆柱坐标型  这类机器人在基座水平转台上装有立柱,水平臂可沿立柱作上下运动并可在水平方向伸缩(见图2)。这种结构方案的优点是末端操作可获得较高速度,缺点是末端操作器外伸离开立柱轴心愈远,其线位移分辨精度愈低。

  3) 球坐标型  与圆柱坐标结构相比较,这种结构形式更为灵活。但采用同一分辨率的码盘检测角位移时,伸缩关节的线位移分辨率恒定,但转动关节反映在末端操作器上的线位移分辨率则是个变量,增加了控制系统的复杂性(见图3)。

  4) 全关节型  全关节型机器人的结构类似人的腰部和手部,其位置和姿态全部由旋转运动实现(见图4),江苏焊接机器人哪家好,其优点是机构紧凑,灵活性好,占地面积小,工作空间大,可获得较高的末端操作器线速度;其缺点是运动学模型复杂,高精度控制难度大,空间线位移分辨率取决于机器人手臂的位姿。



工业机器人发展面临设计、技术、人才、模式等挑战

专业人才匮乏。我国有近百家从事工业机器人研究生产的高校院所和企业,现行的体制造成各家研究过于独立封闭,机器人研究、研发分散,未能形成合力,产学研各自为战,无统一标准,低水平重复研究,江苏焊接机器人价格,而基础技术体系的普及、共享及高端技术的研究还不够。工业机器人产业既需要技术人才,也需要专业性的管理、运营、产品人才。由于目前这一类专业人才短缺,使得高校、科研院所的研究成果与成型产品之间存在巨大的鸿沟,造成科研成果转化效率低下,产业增速发展不明显。 生产模式固化。中国目前的装备制造业以组装为主,缺乏技术含 量和创新动力,是世界的“制造工厂”而不是“创造工厂”。工业机器人的介入,会改变原有的生产流程和生产模式,这使得在低端制造业长期发展的过程中形成的固有思维短期内很难接受革新式的生产方式。另一方面,中国目前的人力成本仍然相对较低,除了大型的密集生产之外,使用机器人仍然是一项较大投资,江苏焊接机器人,而且定制、安装、折旧和维修等费用超过了人工成本,带来的利益不足以冲抵投入,因此国内企业对使用机器人持有疑虑,产业难以迅速壮大。


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