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几乎自从技术发明以来，焊接一直是工业机器人的**大应用。
根据国际机器人联合会(InternationalFederationofRobotics)的数据，世界上50%的机器人用于焊接。具体而言，33%用于点焊，16%用于弧焊，1%从事其他类型的焊接操作。
有了六轴机器人，装配人员就可以更好、更快、更稳定、更安全地焊接零件.而且，焊接机器人的能力在*近几年有了很大的提高，尽管它们已经变得更容易使用和更便宜的部署。一种曾经完全属于汽车原始设备制造商和其他大型制造商的技术现在已经完全可以被中小型企业所接受。
因此，根据市场研究公司Technavio的数据，到2019年，全球焊接机器人市场预计将以每年6.09%的速度增长，这也就不足为奇了。
（上图为ABB焊接机器人）
机器人激光焊接
在汽车工业需求的推动下，激光焊接是六轴机器人发展*快的应用之一。Comau LLC材料和技术总监MarkAnderson说，汽车制造商面临着减轻车辆重量的压力，激光焊接在几个方面解决了这个问题。
例如，为了节省重量，汽车制造商越来越多地使用液压成型管作为各种底盘部件。将金属片连接到这种管子上会给电阻点焊带来问题，因为点焊需要连接到总成的两侧。激光焊接没有这个限制。它只需要访问程序集的一侧。
此外，安德森说，由于激光束的焦点太小，用于搭接头的部分法兰可能比设计用于电阻点焊的法兰更窄。金属越少，重量越轻，成本越低。
“点焊枪的端盖直径可能是0.25英寸，”他解释道。“这意味着法兰必须至少10或12毫米宽。使用激光焊接，你可以有一个1毫米直径的光斑尺寸。现在，你的法兰可以只有3或4毫米宽。这就节省了50%的材料。“
为了减轻车辆重量的需要，汽车制造商也装配了各种不同厚度的材料的汽车车身。有一次，门板的所有部件都可能是从同一卷钢板上盖章的。今天，同样的门板可能由五种不同厚度的材料组成。
激光焊接也能帮助应对这一挑战。ABB Robotics焊接和切割市场开发经理MarkX.Oxlade说：“激光束能产生比GMAW(气体金属电弧焊)更多的热量。”“在这些较高的温度下，不同的材料可以更容易地连接起来。”
由于臂端工具(EOAT)的尺寸，电阻焊接需要一个相当大的焊接机器人，它的有效载荷能力很高，大约在100到250磅之间。另一方面，GMAW的工具更小更轻，所以一个有效载荷为20到40磅的工业机器人可能就足够了。
安德森说，激光焊接处于中间位置。如今，激光光源本身-光纤、二极管或圆盘激光器-并不是EAOT的一部分。相反，激光距离机器人很远，光束通过光纤传输到EAOT。因此，机器人只需要携带各种光学(激光头)，电缆和辅助工具，如压力轮，以帮助夹紧零件在焊接。因此，汇编程序可能只需要一个载重量在60到90磅之间的机器人。
另一方面，有效载荷能力较低的机器人的接触范围通常也较短。因此，如果需要更大的工作信封，装配人员可能希望升级到更大容量的机器人。
激光焊接机器人的服装包装与其他类型的焊接机器人相似，只是光纤电缆代替了电缆。
安德森警告说：“激光焊接的服装包装需要一定的注意才能建立起来，可能比电阻点焊更能做到这一点。”“必须遵守弯曲半径限制，电缆不能受到冲击。”
像Trumpf公司这样的激光供应商。IPG光子学公司正与焊接机器人原始设备制造商密切合作，因此这两项技术协调工作。例如，ABB开发了一个接口，使Trumpf的可编程聚焦光学(PFO)激光头可以通过ABB的机器人控制器而不是外部PC来控制。
“这在循环时间上产生了巨大的改善，”Oxlade说。“典型周期时间的三分之一到三分之二完全可以被这种能力侵蚀。历史上，你必须移动到一个点，焊接它，移动到另一个点，等等。现在，这个软件可以让你一举做到这一点，这是一个很大的周期节省时间。“
PFO用两个旋转反射镜定位激光束，以*大限度地提高处理和定位速度，并缩短整个周期时间。激光束可以放置在工艺空间内的任何预定义位置，也可以引导到任何轮廓上。点焊，缝焊，连续缝焊和切割是可能的，而不移动工件或聚焦光学。
PFO适用于脉冲和连续波固体激光器.不同的焦距范围从90到1，200毫米，使不同的处理场大小。
处理可以“在飞”，以尽量减少由于工业机器人和扫描仪的运动重叠的定位时间。根据焦距的不同，可以实现从56乘56毫米到406×630毫米的工作区域。
利用PFO，激光光斑的摆动运动可以单独调节，从而使热传导焊和深熔焊的焊缝质量达到*佳。
“激光束很薄，”Oxlade解释道。“因此，如果没有达到目标，质量就会下降。使用PFO，你可以分散光束。你可以抖动和摆动的梁，有点像编织在弧焊。“
因此，即使零件的定位有一点偏差，仍然可以产生高质量的焊接。
机器人弧焊
近年来，焊接机器人激光焊接技术得到了广泛的关注，但焊接机器人弧焊技术也有了长足的进步。
例如，ABB机器日*近在其焊接机器人焊接技术平台上增加了TIG工艺。该工艺是由TIG国际公司开发的，是钨极氩弧焊(GTAW)的一种变体。进料器不以连续的速度向熔池中提供填充丝，而是来回地搅拌焊丝。由二次电源提供的电流也适用于填充线。
Oxlade解释说，GTAW在六轴机器人上的难度是众所周知的，因为焊接前的部分装配必须是**的和可重复的。
他说：“振动填充丝使工艺更加宽容零件的配合，使接头两侧更容易湿化。”“还有其他好处，如较低的热量输入和更高的旅行速度。通常情况下，GTAW的速度非常慢，但是使用工业机器人TIG，你可以接近GMAW的速度。“
无论工业机器人是用于GTAW还是GMAW，***推荐一台专门为这项任务设计的机器。
一个很好的例子是去年秋天FANUC美国公司推出的ARC Mate 100 iC/8L，该工业机器人的射程为2028毫米，有效载荷为8公斤。
和所有FANUC机器人一样，ARC Mate 100 iC/8L与公司*新的R-30 iB控制器一起工作，这些控制器具有集成的智能功能，如视觉和集成二次控制、机器人指南仿真和DCS速度和位置检测软件。
除了型号8L外，ARC Mate 100 iC系列还包括1 420毫米和12公斤有效载荷的型号12，以及1 632毫米和7公斤有效载荷的7L型号。工业机器人可以安装在地面，头顶或一个角度，关节3可以翻转。
“我们设计100 iC系列的主要目标之一是创造一个足迹紧凑的工业机器人，但*大的距离和行程可以触及任何部分，并将火炬定向到该部件的不同区域，”FANUC美国公司材料部总经理马克·舍勒(Mark Scherler)说。
Scherler说，所有100 iC机器人都有一个空心手腕，这简化了电缆和管道的布线，消除了电缆管理问题。与外部安装在机器人手臂上的传统服装包相比，ARC Mate 100 iC的内部路由允许服装焊接机器人的运动范围，简化了编程，消除了弯曲、抓取或断缆的烦恼。
电弧伴侣100 iC工业机器人和R-30iB控制器可以集成在一个焊接系统中，包括焊炬电缆、送丝器和焊接电源。FANUC公司与焊接设备供应商林肯电气公司密切合作。开发焊接机器人控制器与焊接电源之间基于以太网的接口ArcLink
“因此，工业机器人弧焊应用程序的所有安装工作都可以通过工业机器人的教学吊坠来完成，”Scherler解释说。“无需对电源进行额外的编程。”
焊接机器人弧焊的另一项新技术是“无固定焊接”。通常情况下，焊接机器人弧焊要求零件在一个昂贵的夹具中严格和**地定位，而这种夹具通常就是为这种应用而设计的。
采用无固定焊接，基座部件安全地放置在一个简单的夹具中。然后，一个视觉引导的，六轴焊接机器人，设计用于材料处理，捡起要焊接的部分，将它安置在基础部件上，并在100 iC弧焊机器人执行其任务时将其固定在那里。
