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从工业机器人焊接单元到工业机器人焊接系统 作者： H.-J. Warnecke, H. Gzik and W. Utner 发表来源：IPA.邮政信箱800469，Nobelstrasse12，D-700斯图加特80， 德意志联邦共和国 一：引言 机器人在应用的主要领域使用数字的调查结果说明了图1和下面图片的浮现：在德意志联邦共和国的2,458个单位安装中最常见的机器人应用是点焊。然而，在高度集中的汽车业停滞不前的增长率似乎指向这个区域已经饱和。相比之下，采用工业机器人连续轨迹的焊接已经显示出强劲的增长，自1983年以来，上述所有提到的改进机器人技术的发展，特别是进一步加强在连续路径控制的进步，在1,781个工业焊接机器人安装中，多达447是去年安装的。对比1985年相对增加了35 ％，尽管过去取得的成就指出在没有传感器系统的帮助下很难有什么收获。 我们可以预测前述的电焊情况可以对连续点焊预期会有一个有利的影响。 事实上，德意志联邦共和国四分之三在焊接作业属于电弧焊的范畴推动了这种情况的发生。 最先进的连续轨迹焊工业机器人 工业机器人工作站到目前为止执行是由一个非常统一的设计区别。图2示出工业机器人焊接系统的关键部件。 图1 核心要素是工业机器人，它适应市场中的各种设计类型。有种是建立了自己的连续路径焊之一，但是，是垂直铰接臂机器人。同时在高灵敏操作时，它以较高的速度执行动作，至少有五个或者经常有六轴联动，这样保证有效的进行以下上午复杂运动，三维的接缝运行，即使指定的指定的焊枪姿态。 截至目前，工业机器人已经安装主要是作为独立的单位，但是，在最近出现了一个比较明显的趋势，那就是考虑架空设备更好地利用工作区和改进接缝处的可访问性。这样的调查由弗劳恩霍夫生产工程研究所和IPA，斯图加特，1984年执行。与此平行，同比增长是明显的，在使用移动的工业机器人方面（图4），它基本上用于扩大工作范围。 图3：立式焊接机器人安装在德国的分布 工业机器人工作站的第二要素是对工件定位装置。最流行的选择是两轴装置，它与数控配合可以在待加工区的所有地方进行焊接加工。然而，在许多情况下旋转工作台有4个或者8个位置就足够（指数是90或者45~）。两轴设备的应用范围对重量的要求比对工件的尺寸小。因此，特别是在长工件的情况下，所谓横向可逆夹具中经常采用的工件保持在两个面板之间，并通过只有一个轴转动。 取决于工件的待焊接的范围内，目前这里有两优先的基本布局。第一个是固定的工业机器人由一个或多个工作站包围其工作区域，它可以达到其内底通过旋转垂直轴。第二个是带有跟踪型结构的工业机器人。在后一种情况下，在最大加工范围范围上有较大优势，特别是在最大可行的工件尺寸和可组合的工作站的数量上。 通过举例的方式，图5示出了几个系统的安排，其中的主要区别特征是站的数量。单站的解决途径不受重视是因为经济上的原因。在这种情况下，有效地利用时间将大量减少，因为会发生的所有设置，装载和停药时间都出现在系统时间内，使它不可能经济地运行。 可以这么说，有两个站作为备选方案1和2的布局表示标准的系统。这里是可能要么加载第二站与各个部分或在工业机器人的生产时间来重新设置它，即在自动焊接周期。这种方法既没有工业用机器人也没有操作员（在手动加载的情况下）具有较长的等待时间。但是，这个一个前提条件对焊接，下载，卸载都是有好处的。 图4。安装在德国固定式和移动式焊接机器人分布 操作者和工业机器人一个更大的区别是获得更多焊接台数量的能力。以此同时，这也会使得它可以整合非常不同的布局站，从而提高双方的短期和长期的灵活性。 当选择一个特定的情况下，不仅是技术最适合的布局，而且也经济学 - 组织方面必须加以考虑。在此之前的投资，必须有面向实际应用和它接受所有附带条件及其各自的比重帐户的良好接地规划。 机器人焊接的发展趋势 对安装的焊接机器人工作站其工件的加工范围的分析显示，到目前为止，工业机器人的高柔韧性被利用的程度有限。只处理选定的工件的焊接机归类为专门焊接机，它适合加工比较大的批次。用户选择焊接机器人的主要原因不在于他们的灵活性，相比人工焊接，而在于它是否可以在明显缩短循环时间，特别是它可以减少非生产性时间配额。 图5，焊接机器人工作站的代替系统 不过，对于多样性更大的工件来说这一趋势来的比较迟。而在1982年，95％的系统都还在处理中小于10个不同的工件，这一数字在1984年下降到50％以下。在另一方面，用于处理一个略微更宽范围的工件的系统的数量上升的比较多。在1984年首次的应用情