焊接机器人，工业机器人中的“战斗机”
焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上，与焊接这个特殊的行业有关，焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，同时由于焊接、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。
归纳起来采用焊接机器人有下列主要意义： (1)稳定和提高焊接质量，保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定作用。电伺服点焊钳具有如下优点：（1）每个焊点的焊接周期可大幅度降低，因为焊钳的张开程度是由机器人控制的，机器人在点与点之间的移动过程，焊钳就可以开始闭合。采用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量是稳定的。而人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，因此很难做到质量的均一性。
(2)改善了工人的劳动条件。采用机器人焊接工人只是用来装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等，对于点焊来说工人不再搬运笨重的手工焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。
(3)提高劳动生产率。机器人没有疲劳，一天可24小时连续生产，另外随着高速焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高的更加明显。
(4)产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。
(5)可缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备***。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的区别就是他可以通过修改程序以适应不同工件的生产。
?机器人控制器的通用化、开放化和多轴协调控制
机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置， 它是机器人的心脏， 决定了机器人性能的优劣。传统的机器人控制器基本上采用专用的计算机、 专用的机器人语言和专用的操作系统设计的， 结构封闭， 表现出开放性差、 软件***性差、 扩展性差、 缺少网络功能等缺点， 它严重地影响了机器人的发展和应用水平。由移动工作站系统和焊接机器人系统两大部分组成，可通过吊车将整套工作站或焊接机器人系统吊到需要的工作位置，其基体由机器人、弧焊系统、电缆、控制柜、系统软件等几部分构成。在这种情况下， 开发开放式的机器人控制系统显得非常迫切， 同时开放式机器人控制器也是当前控制系统的主流和发展趋势。
目前各机器人厂商的控制柜都具有多轴协调控制能力， 用于多机器人焊接系统， 即若干个机器人通过合作与协调而完成某一任务。例如 MOTOMAN的机器人控制柜 NX100 可控制 4 台弧焊机器人同时作业， 使生产效率进一步提高。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。由于1台控制柜可统一控制多台机器人，所以机器人间无需联锁。
焊接过程中， 可根据作业内容选择多台机器人协调作业， 或选择单台机器人***作业， 控制器实时监控手臂间的干涉， 即使在示教中， 也能防止机器人间发生碰撞。
焊接机器人工作站上使用主要为了实现三类功能
目前， 这类激光传感器在焊接机器人工作站上使用主要为了实现三类功能：
（ 1 ） 初始焊位引导， 也称为焊缝搜索或接头搜索。由于装配误差， 可能引起焊缝位置的变化。我们的一个上海的客户，设备临时出现故障，由于当时工期紧，他们临时采用手工来点焊同样的工件，结果4把手工焊钳在两个轮班只能生产40件，而机器人正常生产时，在一个轮班就能完成90件左右。此时如果仍然按照原示教结果进行焊接， 可能会出现焊偏现象。焊缝搜索是利用一次或多次搜索***焊缝， 在焊接前平移机器人的编程路径， 确保焊缝地熔敷在接头上的过程。用于焊接机器人的焊缝搜索***系统， 包括点式及条纹式的激光传感器，适用于不同项目需求。
（ 2 ） 焊接过程中对焊缝实时跟踪。焊缝跟踪也称为接头跟踪， 是指在焊接位置前方进行实时跟踪。目前，焊接工艺正以惊人的发展速度成为工业生产中的主流工艺，而焊接质量和焊接生产率是任何企业都不能忽视的问题，因而焊接机器人的广泛应用势在必行。这不仅可以校正机器人或专机的轨迹， 而且可以实现自适应控制， 例如通过调整电压、 送丝速度或行走速度来改变焊缝成形。利用激光焊缝跟踪传感器在焊枪之前实时地检测焊缝三维空间位置和曲面曲率， 并将此信息发送给机器人控制器， 引导焊枪移动。
（ 3 ） 焊后质量检测。利用激光传感器的三维信息获取能力， 可以对焊后的焊缝成形质量和缺陷进行检验， 发现成形不良、 咬边等缺陷。
值得注意的是， 目前一些机器人厂商， 如 OTC ，MOTOMAN 等， 已经开始着手研制用于所产机器人的激光焊缝跟踪传感器。将来焊缝跟踪激光传感器将与焊接机器人协同工作得更好。***的激光焊缝跟踪传感器不仅能够感知被测点的三维位置， 还能够拟合出工件的曲率， 从而不仅调节焊枪位置， 还可以帮助调节焊枪姿态， 如图 4 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。这样在激光焊缝跟踪传感器的帮助下， 有可能完全省去示教步骤， 从而大大提高工作效率。目前， 焊缝跟踪传感器还是非常活跃的领域之一， 多条纹激光光源、 锥形激光光源等都有研究和应用。所适用的焊接过程也从原来的单道焊接扩展到多层多道焊的焊缝跟踪， 对于高反光的铝合金材料焊接， 也能够实现有效跟踪。
特别是在大众汽车创造的42米无缝焊接技术，大大提高了车身整体性和稳定性之后，家电企业海尔集团隆重推出采用激光无缝焊接技术生产的洗衣机，***的激光技术可以为人民的生活带来巨大的改变。