焊接機器人最早只在點焊中得到應用，80年初，隨著計算機技術、傳感器技術的發展，弧焊機器人逐漸得到普及，特別是近十幾年來由于世界范圍內經濟的高速發展，市場的激烈競爭使那些用于中、大批量生產的焊接自動化專機已不能適應小規模、多品種的生產模式逐漸被具有柔性的焊接機器人代替，焊接機器人得到了巨大的發展，焊接已成為工業機器人應用最大的領域之一，焊接機器人在汽車、摩托車、工程機械等領域都得到了廣泛的應用。目前世界擁有的80余萬臺工業機器人中，用于焊接的機器人可達40％以上。

機器人焊接時的主要注意事項

1．必須進行示教作業

在機器人進行自動焊接前，操作人員必須示教機器人焊槍的軌跡和設定焊接條件等。

由于必須示教，所以機器人不面向多品種少量生產的產品焊接。

2．必須確保工件的精度

機器人沒有眼睛，只能重復相同的動作。

機器人軌跡精度為±0．1mm，以此精度重復相同的動作。

焊接偏差大于焊絲半徑時，有可能焊接不好，所以工件精度應保持在焊絲半徑之內。

3．焊接條件的設定取決于示教作業人員的技術水平

操作人員進行示教時必須輸入焊接程序，焊槍姿態和角度，電流、電壓、速度等焊接條件。

示教操作人員必須充分掌握焊接知識和焊接技巧。

4．必須充分注意安全

機器人是一種高速的運動設備，在其進行自動運行時絕對不允許人靠近機器人（必須設置安全護欄）。

操作人員必須接受勞動安全方面的專門教育，否則不準操作。

弧焊機器人的性能要求

在弧焊作業中，要求焊槍跟蹤工件焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫，因此運動過程中速度的穩定性和軌道精度是兩項重要的指標。

一般情況下，焊接速度可取5～50mm／s，軌道精度可取±0·2～0·5mm。由于焊槍的姿態對焊縫質量也有一定的影響，因此希望在根蹤焊道的同時，焊槍姿態的可調范圍盡量大，還有其它一些性能要求，如擺動功能、焊接傳感器（起始點檢測、焊縫跟蹤）的接口功能、焊槍防碰功能等。

焊接規范的設定。起弧、收弧參數。

擺動功能。擺動頻率、擺幅、擺動類型的設定。

焊接傳感器。起始點檢測、焊縫跟蹤傳感器的接口功能。

焊槍防碰功能。當焊槍受到不正常的阻力時，機器人停機，避免操作者和工具受到損壞。

多層焊功能。應用該功能可以在第一層焊接示教完成后，實現其余各層的自動編程。

再引弧功能。引弧失敗后，自動重試。因此消除了焊接異常（引弧失敗）發生時引起的作業中斷，最大限度避免了因此而引起的全線停車。

焊槍校正功能。焊槍與工件發生碰撞時，可通過簡單操作進行校正。

粘絲自動解除功能。焊接終了時如果檢測出焊絲粘絲，則自動再通電解除粘絲，因此不必手工剪斷焊絲。

斷弧再啟動功能。出現斷弧時，機器人會按照指定的搭接量返回重新引弧焊接。因此無須補焊作業。

點焊機器人的性能要求

對于點焊機器人運動速度是一個重要指標，要求能夠快速完成小節距的多點定位（例如每0．3－0．4秒移動30－50mm節距后定位）；為確保焊接質量，定位精度要求較高（一般為±0·25mm）；并具有較大的持重（50～100Kg），以便攜帶內裝變壓器的焊鉗。

焊接機器人的主要性能指標

焊接機器人的主要性能指標以日本安川電機公司生產的Motoman－L10為例表示如下：

名稱與型號：Motoman－L10

主要用途：弧焊

類別：示教再現型

坐標型式：多關節式

自由度數：5個

抓重：最大10㎏（包括夾鉗）

動作范圍與速度運動參數列表如下：

Motoman－L10運動參數

（遮住的數字是150）

定位方式：選用增量編碼器作為位置檢測元件

控制方式：重復式數字位置控制方式，可精確控制運動軌跡

重復定位精度：±0．2mm

驅動方式：電伺服采用交流測速發電機作為伺服電動機的速度檢測元件，實現速度反饋，并引進力矩反饋

驅動源：DC伺服電動機

程序控制和存儲方式：采用8位微處理Intel8080用半導體存儲器作為主存（盒式磁帶補充主存容量之不足）

程序步數：1000步

指令條數：600條

重量：本體400㎏控制部分350㎏

外部同步信號：輸入22點輸出21點

電源：AC220／220V（＋10％，－15％），50／60HZ±1HZ，三相5KVA

焊接機器人的系統構成

完整的焊接機器人系統一般有如下幾部分組成：機器人操作機、變位機、控制器、焊接系統（專用焊接電源、焊槍和焊鉗等）、焊接傳感器、中央控制計算機和相應的安全設備等。

根據用途，將工業機器人配置不同的焊接系統，將組成不同的焊接機器人系統。

弧焊機器人

弧焊機器人在通用機械、金屬結構等許多行業中得到廣泛運用。弧焊機器人是包括電弧焊附屬裝置在內的柔性焊接系統，而性能有特殊的要求。在弧焊作業中，焊槍應跟蹤工件的焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫。因此運動過程中的速度穩定性和軌跡精度是兩項重要指標。一般情況下，焊接速度約為5～50㎜／s，軌跡精度約為±（0．2～0．5）㎜。由于焊槍的姿態對焊縫質量有一定的影響，因此希望在跟蹤焊道的同時，焊槍姿態的可調范圍盡量大，其一些基本性能要求如下所示：

設定焊接條件（電流、電壓、速度等）；

擺動功能；

坡口填充功能；

焊接異常功能檢測；

焊接傳感器（起始點檢測、焊道跟蹤）的接口功能。

點焊機器人

汽車工業是點焊機器人系統一個典型的應用領域。最初，點焊機器人只用于增強焊作業（往已拼接好的工件上增加焊點），后來為了保證拼接精度，又讓機器人完成定位焊作業性能，具體來說有：

安裝面積小，工作空間大；

快速完成小節距的多點定位（例如每0．3～0．4s移動30～50㎜節距后定位）；

定位精度高（±0．25㎜），以確保焊接質量；

持重大（50～100㎏），以便攜帶內裝變壓器的焊鉗；

內存容量大，示教簡單，節省工時；

點焊速度已生產線相匹配，同時按全可靠性好。

焊接機器人系統原理圖

焊接機器人的示教編程

用機器人代替人進行作業時，必須預先對機器人發出指令，規定機器人應該完成的動作和作業的具體內容，這個指示過程稱之為對機器人的示教（teaching），或者稱之為對機器人的編程（programming）。對機器人的示教內容通常存儲在機器人的控制裝置內，通過存儲內容的再現（playback），機器人就能實現人們所要求的動作和要求人們賦予的作業內容。

示教內容主要由兩部分組成，一是機器人運動軌跡的示教，二是機器人作業條件的示教。機器人運動軌跡的示教主要是對為了完成某一作業，焊絲端部所要運動的軌跡，包括運動類型和運動速度的示教。機器人作業條件的示教主要是為了獲得好的焊接質量，對焊接條件進行示教，包括被焊金屬的材質、板厚、對應焊縫形狀的焊槍姿勢、焊接參數、焊接電源的控制方法等。