自动焊接装置的组成

『壹』 焊接机器人的焊接机器人简介

随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人,
从60年代开始用于生产以来，其技术已日益成熟，主要有以下优点：
1）稳定和提高焊接质量；
2）提高劳动生产率；
3）改善工人劳动强度，可在有害环境下工作；
4）降低了对工人操作技术的要求；
5）缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。
因此，在各行各业已得到了广泛的应用。

『贰』 焊接机器人的组成结构

焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。
世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人，绝大部分有6个轴。其中，1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置，而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式：一种为平行四边形结构，一种为侧置式（摆式）结构，如图2a、b所示。侧置式（摆式）结构的主要优点是上、下臂的活动范围大，使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此，这种机器人可倒挂在机架上工作，以节省占地面积，方便地面物件的流动。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。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小（局限于机器人的前部），难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人（平行机器人），已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部，又没有测置式机器人的刚度问题，从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人（负载100～150kg）大多选用平行四边形结构形式的机器人。
上述两种机器人各个轴都是作回转运动，故采用伺服电机通过摆线针轮（RV）减速器（1～3轴）及谐波减速器（1～6轴）驱动。在80年代中期以前，对于电驱动的机器人都是用直流伺服电机，而80年代后期以来，各国先后改用交流伺服电机。由于交流电机没有碳刷，动特性好，使新型机器人不仅事故率低，而且免维修时间大为增长，加（减）速度也快。一些负载16kg以下的新的轻型机器人其工具中心点（TCP）的最高运动速度可达3m/s以上，定位准确，振动小。同时，机器人的控制柜也改用32位的微机和新的算法，使之具有自行优化路径的功能，运行轨迹更加贴近示教的轨迹。

『叁』 焊接操作机的应用与组成

焊接操作机应用：焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合，对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进行自动焊接的专用设备，有固定式、回转式、全位置等多种结构形式。可根据用户的需求选择结构并配套各种焊机以及增加跟踪、摆动、监控、焊剂回收输送等辅助功能.
焊接操作机组成原理：主要由操作装置、控制装置、动力源装置、工艺保障装置组成。
一、 操作装置包括导轨、倾角调节机构、垂直导向机构、焊枪夹和焊枪，倾角调节机构可使焊枪能绕中心进行正负旋转。
二、 控制装置由电气控制系统组成，可以控制焊接操作机的工作状态。
三、 动力源装置由气缸组成，采用气压驱动进行动力传送。
四、 工艺保障装置由导丝机构、焊丝导管和导丝嘴组成，能实现焊丝的自动导向定位，可保证焊缝质量。
焊接操作机可与专用的焊件变位机械配合，实现缸体一次装夹，两根焊枪同时焊接左右两侧，使得加工精确度和生产效率很大幅度的提高
焊接操作机一般由立柱、横梁、回转机构、台车等部件组成。各部件为积木式结构，一般立柱、横梁为其基本部件，其余部件可据用户使用要求选配。立柱及横梁采用折弯焊接结构件，具有很好的刚性。 轻、中型、重型焊接操作机均采用三角型导轨，超重型采用平面方形导轨，均经刨床加工。 保证了导轨的高精度及其耐磨性。 应用于压力容器中锅炉汽包， 石化容器等圆筒形工件的内外缝的纵缝焊和环缝焊焊接。
独特的横梁和立柱截面设计，焊后去应力处理，经刨、磨成型。重量轻、强度高、稳定性好。横梁内伸缩臂的设计，可有效增加横梁的水平伸缩距离。
横梁升降采用交流电机恒速方式，升降平稳、均匀，安全系数高。带安全防坠装置。
横梁伸缩、立柱电动回转、电动台车均采用交流电机变频无级调速，恒转矩输出，速度平稳（特别是低速下），启动或 停止迅捷，速度数字显示并可预置。
立柱回转分为手动、电动两种，回转支承采用国内名牌厂家的产品，自带高精度齿轮，转动灵活，并可手动锁紧，安全可靠。
台车采用标准铁路路轨为行走轨道，分为手动及电动两种。手动适用于轻型及移动范围较小的操作机，电动则适用于重型或移动范围较大的操作机。
载人型操作机设有载人操作平台，随横臂一起移动。
采用手控盒、机头控制箱（焊接控制箱）构成近控与远控方式，操作灵活方便，并在电气箱预留联动接口，可与滚轮架、变位机、圆形回转工作台等实现同步联动。 焊接操作机的结构形式很多，使用范围广，长与焊件变位机械相配合，完成各种焊接作业。 按其结构形式及应用特点可分为三种：
1、平台式焊接操作机：平台式焊接操作机又分为单轨台车式和双轨台车式两种。单轨台车式焊接操作机实际上还有一条轨道，不过该轨道一般设置在车间的立柱上，车间桥式起重机移动往往引起平台振动，从而影响焊接过程的正常进行。平台式焊接操作机的机动性、使用范围和用途均不如伸缩臂式焊接操作机，在国内的应用已逐年减少。
2、横臂式焊接操作机：这类焊接操作机根据横臂的结构不同有分为悬臂式焊接操作机和伸缩臂式焊接操作机。
3、门式焊接操作机：这种焊接操作机有两种结构：一种是焊接小车座落在沿门架可升降的工作平台上，并可沿平台上的轨道横向移动；另一种是焊接机头安装在一套升降装置上，该装置又座落在可沿横梁轨道移动的跑车上。 作用
1、准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性；
2、有效的防止和减轻了焊接变形；
3、使工件处于最佳的施焊部位，焊缝的成型性良好，工艺缺陷明显降低，焊接速度得以提高；
4、以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件；
5、可以扩大先进的工艺方法的使用范围，促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展；
设计的基本要求
（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度；
（2）夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力；
（3）焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态；
（4）便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害；
（5）良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。
分类与组成
焊接工装夹具是将捍件准确定位并夹紧，甩于装配和焊接的工艺设备。
在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，根据工艺通常以两种方式完成这两道工序：—种是先装配后焊接；一种是边装配边焊接。我们把用来装配以进行定位焊的夹具称做装配夹具；专门用来焊接焊件的夹具称做焊接夹具；把既用来装配又用来焊接的工具称做装焊夹具。它们统称为焊接工装夹具。
一个完整的夹具，是由定位器、夹紧机构、夹具体三部分组成的。在装焊作业中，多使用在夹具体上装有多种不同夹紧机构和定位器的复杂夹具。其中，除夹具体是根据焊结构形式进行专门设计外，夹紧机构和定位器多是通用的结构形式。
定位器大多数是固定式的，也有一些为了便于焊件装卸，做成伸缩式或转动式的，并采用手动、气动、液压等驱动方式。夹紧机构是夹具的主要组成部分，其结构形式很多，且相对复杂。驱动方式也多种多样。在一些大型复杂的夹具上，夹紧机构的结构形式有多种，而且还使用多种动力源，有手动加气动的、气动加电磁的等等。这种多动力源夹具，称作混合式夹具。在先进工业国家里，对广泛采用的一些夹紧机构已经标准化、系列化，在工艺设计时进行选用即可。我国焊接工作者，正进行着这方面的研究开发工作，相信不久也会有我们自己的系列化、标准化的夹紧机构出现。
特点
焊接工装夹具的特点，是由装配焊接工艺和焊接结构的形式决定的，有如下特点：
(1)、由于焊件一般由多个简单零件组焊而成，而这些零件的装配和定位焊，在焊接工装夹具上是按顺序进行的，因此，它们的定位和夹紧是一个个单独进行的。
(2)、在焊接过程中，零件会因焊接加热而伸长或因冷却而缩短，为了减少或消除焊接变形，要求工装夹具能对某些零件给予反变形或者作刚性的夹固；为了减少焊接应力，又要允许某些零件在某一方向可自由伸缩。因此，焊接工装夹具不是对所有的零件都作刚性夹固。
(3)、对焊接工装夹具而言，装焊完的结构尺寸增大，重量增加，形状变得复杂，增加了从工装夹具上卸下的难度。
(4)、对于熔焊的夹具，工作时主要承受焊件的重力、焊接应力和夹紧力。有的还要承受装配时的锤击力；用于压焊的夹具还要承受顶锻力。
(5)、焊接工装夹具往往是焊接电源二次回路的一个组成部分，因此绝缘和导电是设计中必须注意的一个问题。例如，在设计电阻焊用的夹具时，如果绝缘处理不当，将引起分流，使接头强度降低。
(6)、装配夹具和装焊夹具上的夹紧点、定位点比机床夹具上的多达几倍甚至十几倍，因此，设计难度较大，特别是定位点、夹紧点的数量、选位和两者的对应关系，都会影响夹具的功能和质量。
(7)、焊接工装夹具主要用来保证焊接结构各连接件的相对位置精度和整体结构的形状精度。
焊接工装夹具的设计
(1) 、焊接工装夹具应动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人容易接近、最宜操作的部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作频率不能过高，操作高度应设在工人最易用力的部位，当夹具处于夹紧状态时，应能自锁。
(2) 、焊接工装夹具应有足够的装配，焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸。所有的定位元件和夹紧机构应与焊道保持适当的距离，或者布置在焊件的下方或侧面。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。
(3) 、夹紧可靠，刚性适当。夹紧时不破坏焊件的定位位置和几何形状，夹紧后既不使焊件松动滑移，又不使焊件的拘束度过大而产生较大的应力。
(4) 、为了保证使用安全，应设置必要的安全连锁保护装置。
(5) 、夹紧时不应损坏焊件的表面质量，夹紧薄件和软质材料的焊件时，应限制夹紧力，或者采取压头行程限位、加大压头接触而积、加添铜、铝衬垫等措施。
(6) 、接近焊接部位的夹具，应考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅物对夹紧机构和定位器表面的损伤。
(7) 、夹具的施力点应位于焊件的支承处或者布置在靠近支承的地方，要防止支承反力与夹紧力、支承反力与重力形成力偶。
(8) 、注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁、绝缘等方面对夹具提出的特殊要求。例如，凸焊和闪光焊时，夹具兼作导电体；钎焊时，夹具兼作散热体，因此要求夹具本身具有良好的导电、导热性能。再如，真空电子束焊所使用的夹具，为了不影响电子束聚焦，在枪头附近的夹具零件，不能用磁性材料制作，夹具也不能带有剩磁。
(9) 、用于大型板焊结构的夹具，要有足够的强度和刚度，特别是夹具体的刚度，对结构的形状精度、尺寸精度影响较大，设计时要留有较大的余度。
(10) 、在同一个夹具上．定位器和夹紧机构的结构形式不宜过多，并且尽量只选用一种动力源。
(11) 、工装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效率。
(12) 、尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构以及标准的零部件来制作焊接工装夹具。

『肆』 自动焊接设备的构成

自动抄化焊接设备的构成袭
1、焊接电源，其输出功率和焊接特性应与拟用的焊接工艺方法相匹配，并装有与主控制器相连接的接口.
2、送丝机及其控制与调速系统，对于送丝速度控制精度要求较高送丝机，其控制电路应加测速反馈
3、焊接机头用其移动机构，其由焊接机头，焊接机头支承架，悬挂式拖板等组成，地于精密型焊头机构，其驱动系统应采用装有编码器的伺服电动机
4、焊件移动或变位机构，如焊接滚轮架，头尾架翻转机，回转平台和变位机等，精密型的移动变位机构应配伺服电动机驱动
5、焊件夹紧机构
6、主控制器，亦称系统控制器，主要用于各组成部分的联动控制，焊接程序的控制，主要焊接参数的设定，调整和显示。必要时可扩展故障诊断和人机对话等控制功能。
7、计算机软件，焊接设备中常用的计算机软件有：编程软件，功能软件，工艺方法软件和专家系统等
8、焊头导向或跟踪机构，弧压自动控制器，焊枪横摆器和监控系统
9、辅助装置，如送丝系统，循环水冷系统、焊剂回收输送装置、焊丝支架、电缆软管及拖链机构结构设计电气控制设计三大部分。
10、焊接机器人，又称机械手臂，是自动化焊接设备的重要组成部分。其主要工作包括：焊接、切割、热喷涂、搬运等。

『伍』 自动焊接设备有哪些

摘要：与铆接件、铸件和锻件相比，焊接产品更轻，这有助于减轻交通运输工具的自重，从而节约能源。随着技术的进步，焊接设备正逐渐实现自动化。自动化焊接设备主要分为三类：刚性自动化焊接设备、自适应控制自动化焊接设备和智能化自动焊接设备。接下来，我们将介绍这些设备的分类、构成及注意事项。
一、刚性自动化焊接设备
刚性自动化焊接设备，也称为初级自动化焊接设备，大多数采用开环控制原理设计。虽然这类设备可以自动完成整个焊接过程，但无法对焊接过程中焊接参数的波动进行闭环反馈控制，因此无法实时纠正可能出现的偏差。
二、自适应控制自动化焊接设备
自适应控制自动化焊接设备是一种较高水平的自动化焊接设备。它配备传感器和电子检测线路，可以实现焊缝轨迹的自动导向和跟踪，并对主要的焊接参数进行闭环反馈控制。整个焊接过程将按照预先设定的程序和工艺参数自动完成。
三、智能化自动焊接设备
智能化自动焊接设备利用各种高级传感元件，如视觉传感器、触觉传感器、听觉传感器和激光扫描器等，借助计算机软件系统、数据库和专家系统具有识别、判断、实时检测、运算、自动编程、焊接参数存储和自动生成焊接记录文件的功能。
四、自动焊接设备分类和构成
1. 直缝自动焊机：用于圆筒的纵缝焊接与平板的纵缝对接，可以大量代替人工，降低劳动成本，改善焊接工人的劳动环境。
2. 环缝自动焊机：适用于各种圆形、环形焊缝焊接，可用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铝及其绝老合金等材料的优质焊接。
3. 管道自动焊机：用于管道焊缝自动焊接，机型分为压紧式、悬臂式、分体式、旋转式和夹钳式等，焊接方式有TIG、MIG、SAW。
4. 相贯线自动焊机：采用电机为主驱动机构，控制系统采用人机界面数字化控制，适用于焊接的自动化控制。
5. 超声波自动焊机：根据自动化水平，可分为自动、半自动和手动焊接机，适用于企业流水线生产。
6. 自动埋弧顷宏州焊机：适用于水平位置或与水平位置倾斜不大于10度的各种有、无坡口的对接焊缝、搭接焊缝和角焊缝。
7. 电渣自动焊机：主要用于钢结构垂直焊缝的高效焊接。
8. 激光自动焊机：利用激光束流轰击工件的原理进行焊接加工，适用于精密焊接。
9. 电子束焊机：利用高速运动的电子束流轰击工件的原理进行焊接加工，代表目前最高性能的焊接水平。
10. 焊接机器人：从事焊接的工业机器人，适用于企业自动化生产。
五、自动焊接设备系统构成
1. 焊接能源设备：提供焊接所需的能量，如弧焊电源、电阻焊变压器等。
2. 焊接机头：将焊接能源设备输出的能量转换成焊接热，并不断送进焊接材料，同时机头自身向前移动，实现焊接。
3. 焊接控制系统：控制整个焊接过程，包括控制焊接程序和焊接规范参数。
六、注意事项
1. 选择与拟用焊接工艺方法相匹配的焊接电源，确保输出功率和焊接特性。
2. 确保送丝速度控制精度，对于送丝速度控制精度要求较高的送丝机，应加测速反馈。
3. 精密型焊头机构应采用装有编码器的伺服电动机驱动。
4. 精密型移动变位机构应配伺服电动机驱动。
5. 确保主控制器与各组成部分的联动控制，焊接程序的控制，主要焊接参数的设定、调整和显示。
6. 根据需要选择合适的计算机软件，如编程软件、功能软件、工艺方法软件和专家系统等。
7. 确保焊头导向或跟踪机构、弧压自动控制器、焊枪横摆器和监控系统正常工作。
8. 确保辅助装置如送丝系统、循环水冷系统、焊剂回收输送装置、焊丝支架、电缆软管及拖链机构结构设计合理。
9. 确保焊接机器人正常工作，包括焊接、切割、热喷涂、搬运等主要工作。