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的汽车车顶机器人激光焊除了在工装焊接焊接夹具上采取措施防止焊接变形外,还在
机器人激光焊枪前方安装了德国SCOUT公司的高精度激光传感器用于焊缝轨迹的跟踪
。工业机器人的结构形式很多,常用的有直角坐标式、柱面坐标式、球面坐标式、多
关节坐标式、伸缩式、爬行式等等,根据不同的用途还在不断发展之中。焊接机器人
根据不同的应用场合可采取不同的结构形式,但目前用得最多的是模仿人的手臂功能
的多关节式的机器人,这是因为多关节式机器人的手臂灵活性最大,可以使焊枪的空
间位置和姿态调至任意状态,以满足焊接需要。理论上讲,机器人的关节愈多,自由
度也愈多,关节冗余度愈大,灵活性愈好;但同时也给机器人逆运动学的坐标变换和
各关节位置的控制带来复杂性。因为焊接过程中往往需要把以空间直角坐标表示的工
件上的焊缝位置转换为焊枪端部的空间位置和姿态,再通过机器人逆运动学计算转换
为对机器人每个关节角度位置的控制,而这一变换过程的解往往不是唯一的,冗余度
愈大,解愈多。如何选取最合适的解对机器人焊接过程中运动的平稳性很重要。不同
的机器人控制系统对这一问题的处理方式不尽相同。一般来讲,具有6个关节的机器
人基本上能满足焊枪的位置和空间姿态的控制要求,其中3个自由度(XYZ)用于控制焊
枪端部的空间位置,另外3个自由度(ABC)用于控制焊枪的空间姿态。因此,目前的焊
接机器人多数为6关节式的。对于有些焊接场合,工件由于过大或空间几何形状过于
复杂,使焊接机器人的焊枪无法到达指定的焊缝位置或焊枪姿态,这时必须通过增加
1~3个外部轴的办法增加机器人的自由度。通常有两种做法:一是把机器人装于可以
移动的轨道小车或龙门架上,扩大机器人本身的作业空间;二是让工件移动或转动,
使工件上的焊接部位进入机器人的作业空间。也有的同时采用上述两种办法,让工件
的焊接部位和机器人都处于最佳焊接位置。焊接机器人的编程方法目前还是以在线示
教方式(Teach-
in)为主,但编程器的界面比过去有了不少改进,尤其是液晶图形显示屏的采用使新
的焊接机器人的编程界面更趋友好、操作更加易。然而机器人编程时焊缝轨迹上的关
键点坐标位置仍必须通过示教方式获取,然后存入程序的运动指令中。这对于一些复