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焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工

业机器人术语标准的定义，工业机器人是一种多用途的、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，机器人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。

焊接机器人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。

1.焊接机器人的组成

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。

2．焊接用机器人的主要结构形式及性能

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世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节式机器人，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、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，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，故采用伺取电机通过摆线针轮（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，

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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，如图3所示。

3．点焊机器人的特点

（1）点焊机器人的基本功能点焊对所用的机器人的要求是不很高的。因为点焊只需点位

控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求。这也是机器人最早只能用于点焊的

原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作

要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能

力，取决于所用的焊钳形式。对于用与变压器分离的焊钳，30～45kg负载的机器人就足够

了。但是，这种焊钳一方面由于二次电缆线长，电能损耗大，也不利于机器人将焊钳伸入工

件内部焊接；另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动，电缆的损坏较快。因此，目前逐渐

增多采用一体式焊钳。这种