焊接机械手手臂的工作原理与应用

焊接机械手手臂是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机械。根据国际标准化组织（ISO）工业机械手臂属于标准焊接机械手手臂的定义，工业机械手臂是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机械手臂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。焊接机械手手臂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。


 
焊接机械手手臂主要包括机械手臂和焊接设备两部分。机械手臂由机械手臂本体和控制柜（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。
 
基本工作原理是示教再现，即由用户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，焊接机械手手臂在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数、焊接参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教后，只需给机器人一个起动命令，机器人将精确地按示教动作，一步步完成全部操作，实际示教与再现。焊接机器人分弧焊机器人和点焊机器人两大类。弧焊焊接机械手手臂可以应用在所有电弧焊、切割技术及类似的工业方法中。最常用的范围是结构钢和铬镍钢的熔化极活性气体保护焊(CO2焊、MAG焊)、铝及特殊合金熔化极惰性气体保护焊(MIC焊)、铬镍钢和铝的惰性气体保护焊以及埋弧焊。
 
一套完整的焊接机械手手臂系统，应包括机器人机械手、控制系统、焊接装置、焊件夹持装置。夹持装置上有二组可以轮番进入机器人工作范围的旋转工作台。
焊接机械手手臂通常有五个自由度以上，具有六个自由度的弧焊机器人可以保证焊枪的任意空间轨迹和姿态。点至点方式移动速度可达60m/min以上，其轨迹重复精度可达到±0.2mm。这种弧焊焊接机械手手臂应具有直线的及环形内插法摆动的功能，共六种摆动方式，以满足焊接工艺要求，机器人的负荷为5kg。