焊接机器人在机械制造、汽车及零部件、电子设备和航空航天领域的应用

随着科技的发展，焊接机器人随之诞生，所谓焊接机器人，就是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域，其主要工作就是替代焊接岗位的工人，主要优势是性能稳定、工作空间大、工作效率高、负荷能力强等。焊接机器人与人力相比，不管是焊接质量还是效率都会远高于人工。

焊接机器人的应用非常广泛，例如：电子连接器、电脑数据线、汽车整车焊接、小型电子原件等。接下来工业机器人集成商无锡金红鹰将为大家详细介绍焊接机器人在机械制造、汽车及零部件、电子设备和航空航天四大领域的应用。

一、焊接机器人在机械制造领域的应用

随着机械制造行业焊接任务的加剧，焊接作业本来就存在劳动条件差，热辐射较大，是一个危险性较强的职业，机械制造中也有很多大型设备，这也加大了焊接的难度，焊接机器人是从事焊接工作的自动机械设备，解放了工人劳动强度，帮助机械制造领域提高自动化水平。

1、实现复杂工件的轻松焊接。工程机械制造行业中会出现很多非标工件的焊接，传统焊接容易导致焊接质量不均匀，智能焊接机器人搭配焊接变位机进行多方位灵活焊接，焊接变位机会对焊接机器人的灵活度进行补偿，提高焊缝的焊接精度，只需要根据行走路径设置好编程，就可以实现轻松焊接。

2、提高焊接效率。随着现代化经济的飞速发展，工程机械制造行业也顺应时代发展的潮流，提高生产效率的同时控制成本支出，其中焊接环节中需要既保证焊接质量又能提高焊接效率，不然也会影响后续的生产进程。

焊接机器人的应用

 

智能焊接机器人生产线更多地出现在了现代化生产车间中，实现二十四小时不间断生产，大大提高了焊接效率，焊缝质量均一性好，提高了产品的合格率。

3、控制成本支出。智能焊接机器人能够代替人工进行焊接生产，并且在焊接过程中智能控制焊接材料的下放，在完整填充焊缝的同时不会造成浪费焊接材料的现象，减少了工程机械制造行业的人工成本和耗材成本，并且智能焊接机器人也提供了更多的工作岗位。

4、解放工人的劳动力。工程机械制造行业中多数是在车间中进行工作，车间工作环境恶劣，会给工人造成职业病的危害，智能自动化程度比较高，焊接过程不需要人工参与，能够将工人从繁重的作业中解放出来。

工程案例：金红鹰气保焊机器人工程机械连杆焊接应用案例

二、焊接机器人在汽车及汽车零部件领域的应用

近几年，为了适应大众的需求，汽车行业呈现多样化发展，传统焊接无法满足汽车及汽车零部件制造的高焊接要求，焊接机器人可以针对焊缝实现精确焊接，下放刚刚好的焊材进行填充，焊缝美观且牢固，在很多现代化汽车生产车间里，已经形成了焊接机器人流水线。

1.汽车车身装焊

(1)电阻点焊

焊接机器人电阻点焊汽车车身装焊包括车架、地板、侧围、车门及车身总成合焊等的装配焊接，在装焊生产过程中大量采用了电阻点焊工艺。据统计每辆汽车车身上，大约有3000~4000个电阻点焊焊点。在汽车车身装焊工艺中，点焊工艺仍处于主导地位，焊接机器人电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。

在汽车车身装焊生产线上使用的电阻点焊设备，主要有以下三类：

①悬挂式点焊机主要应用于车身装焊生产线上的定位焊工位，或者是用于焊点位置复杂(不宜实现自动化)部件的焊接。手工作业，自动化程度低。

②多点焊专机多点焊工艺的优点是生产效率高，焊接变形小。其缺点是不能适应于多种车型的生产，柔性差。

③点焊机器人点焊机器人在现代化车身装焊生产线上被大量采用，可以提高装焊生产的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，保证焊接质量。点焊机器人主要用于车身装焊的补焊工位、车身总成合焊工位等。而且，由于点焊机器人的采用，实现了车身装焊的柔性化生产方式--多品种、少批量混线生产。

点焊机器人通常由机器人本体、机器人控制装置、点焊钳及电阻焊控制器控制器(时控器)构成。

焊接机器人应用图

 

目前的点焊机器人系统应用了以下先进技术：

第一，逆变焊接电源减小了焊接变压器的重量和体积，将变压器与焊钳制成一体式机器人点焊钳。一体式焊钳的应用，有利于点焊机器人在其运动范围内实现轨迹运动及姿态变化。采用逆变焊接电源还可以改善焊机的电气性能，提高电源的热效率，达到节能的目的。

第二，焊钳自动更换装置通过模块化设计，使机器人焊钳与一次侧水电气配管的连接接口实现标准化。在装置装有几把不同形式的焊钳，点焊机器人按照程序在几秒钟的时间内就可以完成自动更换。实现焊钳快速自动更换，达到使用一台点焊机器人就能够适应车身各部位焊接的要求，也可适应多品种车型生产的需要。

第三，机器人控制系统采用该系统不仅可以控制机器人本体的运动，而且，还可对电阻焊时控器进行自动控制，发出焊接开始指令，自动控制和调整焊接参数(电压、电流、加压力、时间周波)，控制点焊钳的大小行程及夹紧松开动作。同时，也具有自动故障诊断、报警等功能，例如：电极与被焊工件粘连、压缩空气气压过低时的故障报警。

(2)电弧焊

电弧焊汽车车身装焊生产中，主要在车架、地板等的主焊工位进行手工补焊作业，在副车架等分总成工件的焊接工位有弧焊机器人的应用。

案例展示：

金红鹰氩弧焊机器人烧烤炉炉头焊接应用案例
金红鹰工业机器人汽车后悬挂系统联动焊接应用案例

2.汽车零部件焊接

在汽车零部件的生产中广泛地采用了点焊、凸焊、缝焊、对焊及电弧焊等焊接工艺。例如：横梁总成托架点焊，传动轴平衡片凸焊，汽车燃油箱缝焊，汽车轮圈连续闪光对焊，汽车转向臂、消声器、净化器壳体的电弧焊等。

三、焊接机器人在电子设备领域的应用

电子设备领域对焊接质量要求比较高，随着社会对电子设备需求的提高，电子设备在飞速发展的同时也面临着严峻的挑战，焊接机器人可以在保证生产效率的同时稳定焊接质量，实现对电子设备的精确焊接，比人工效率提升了三到四倍。

焊接机器人1510A

 

1、提高焊接精度。电子元件需要实现准确焊接，这对焊接机器人的技术参数以及焊接精度有较高的要求，焊接机器人结构紧凑，能够根据细小焊缝自动寻位，可实现精细激光焊，焊接后的焊缝美观且牢固，激光焊不需要焊接材料，节约焊接材料。

2、焊接灵活度高。用于电子行业中的焊接机器人使用六轴高强度轻型机器人，额定负载能力较小适用于完成标准弧焊工作。小型焊接机器人尺寸紧凑，能够在任意空间中完成工作，可满足不同焊接单元的组合应用，在进行连续工作中保证焊接重复精度，适应于不同电子工件的焊接。

3、环境适应性好。传统的焊接工作容易对工人的身体造成伤害，长时间接触会导致职业病，焊接机器人能够实现自动化焊接工作，代替人工在恶劣的环境中完成工作，焊接机器人对电子工件的焊接不会受外部环境的干扰，实现稳定焊接工作。

4、安全性好。焊接机器人具备集机器人控制、运动控制、焊接过程控制于一体的控制系统，能够在焊接过程中协调各部分的功能，实现焊接的自动化，焊接机器人自身具备多种传感器以及多种功能，出现焊接故障会发出报警信号，操作人员可以根据信号对其排除检查。

四、焊接机器人在航空航天领域的应用

在飞机结构中，机体的焊接组件近千件，涉及的零件近万件，飞机的重要承力构件较多的采用了焊接构件，飞机机身在飞行过程中承受着较大的压力，所以焊接要求较为严格，焊接机器人通过焊缝自动跟踪技术灵活设置焊接参数，对飞机结构进行精确性焊接。

在航天领域中，焊接机器人的应用愈加广泛，采用铝合金、钛金以及其他航天金属进行激光焊接、点焊、弧焊进行焊接操作。将焊接机器人应用在焊接工作中，能有效提高焊接效率与质量，降低安全隐患、曲面焊接难度、焊接成本，实现节约化生产。在实现自动化生产中，机器人焊接主要通过虚拟仿真技术与离线编程技术，进而优化焊接工序，提高焊接质量。

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审核编辑 黄昊宇