Page 202 - 机械设计制造与自动化技术研究

Research on Mechanical Design, Manufacturing and Automation Technology
机械设计制造与自动化技术研究

盒、控制盘、机器人本体及自动送丝装置、焊接电源等部分组成，可在计算机控
制下实现连续轨迹控制和点位控制，还可以利用直线插补和圆弧插补功能来焊接
由直线及圆弧等所组成的空间煤缝。弧焊机器人主要有熔化极焊接作业和非熔化

极焊接作业两种类型，具有可长期进行焊接作业、保证焊接作业的高生产率、高
质量和高稳定性等特点。其关键技术包括：
弧焊机器人系统优化集成技术：弧焊机器人采用交流伺服驱动技术以及高精
度、高刚性的摆线针轮（RV）减速器和谐波齿轮减速器驱动，具有良好的低速

稳定性和高速动态响应，并可实现免维护功能。
弧焊机器人协调控制技术：控制多机器人及变位机完成协调运动，既能保持
焊枪和工件的相对姿态以满足焊接工艺的要求，又能避免焊枪与工件的碰撞。
精确焊缝轨迹跟踪技术：结合激光传感器和视觉传感器离线工作方式的优点，

采用激光传感器实现焊接过程中的焊缝实时跟踪，提升弧焊机器人对复杂工件实
施焊接的柔性与适应性，结合视觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差，基
于偏差统计获得补偿数据并进行机器人运动轨迹的修正，保证在各种工况下都能
获得最佳的焊接质量。

随着机器人焊接技术的不断发展以及市场对机器人焊接质量要求的不断提
升，弧焊机器人正向着智能化的方向迅猛发展。
（四）激光加工机器人
20 世纪 80 年代以来，随着激光技术飞速发展，涌现出了可与机器人柔性耦

合的光纤传输的高功率工业型激光器。与此同时，先进制造领域在智能化、自动
化和信息化技术方面的不断进步促进了机器人技术与激光技术的结合，特别是汽
车产业的发展需求，带动了激光加工机器人产业的形成与发展。从 20 世纪 90 年
代开始，德国、美国、日本等国家投入大量人力物力和财力研发激光加工机器人。

进入 2000 年，世界四大机器人巨头公司均研制激光焊接机器人和激光切割机器
人的系列产品。目前在国内外汽车产业中，激光焊接机器人和激光切割机器人已
成为最先进的制造技术，获得了广泛应用。德国大众汽车、美国通用汽车、日本
丰田汽车等汽车装配生产线上，已大量采用激光焊接机器人来代替传统的电阻点

焊设备，不仅提高了产品质量和档次，而且减轻了汽车车身重量，节约了大量材
料，使企业获得很高的经济效益，提高了企业市场竞争能力。
激光加工机器人是光机电高度一体化的装置，是将机器人技术应用于激光加

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