“中国制造2025”出版工程焊接机器人技术:中国制造2025出版工程

第1章　焊接机器人概述　/ 1

　1.1　机器人　/ 2

　　　1.1.1　机器人概述　/ 2

　　　1.1.2　工业机器人　/ 3

　　　1.1.3　焊接机器人　/ 10

　1.2　机器人运动学基础　/ 12

　　　1.2.1　位置与姿态描述方法　/ 12

　　　1.2.2　坐标变换　/ 14

　　　1.2.3　机器人运动学简介　/ 22

　　　1.2.4　机器人动力学简介　/ 27

　1.3　焊接机器人的应用及发展　/ 28

　　　1.3.1　焊接机器人的应用现状　/ 28

　　　1.3.2　焊接机器人的发展趋势　/ 30



第2章　焊接机器人本体的结构及控制　/ 31

　2.1　焊接机器人本体结构　/ 32

　　　2.1.1　机器人机身　/ 33

　　　2.1.2　机器人臂部　/ 35

　　　2.1.3　腕部及其关节结构　/ 37

　2.2　焊接机器人关节及其驱动机构　/ 38

　　　2.2.1　关节　/ 38

　　　2.2.2　驱动装置　/ 39

　　　2.2.3　传动装置　/ 44

　2.3　焊接机器人运动控制系统　/ 48



第3章　焊接机器人传感技术　/ 56

　3.1　内部传感器　/ 57

　　　3.1.1　位置传感器　/ 57

　　　3.1.2　速度传感器和加速度传感器　/ 61

　3.2　外部传感器　/ 62

　　　3.2.1　接近传感器　/ 62

　　　3.2.2　电弧电参数传感器　/ 68

　　　3.2.3　焊缝跟踪传感器　/ 69



第4章　焊接机器人系统　/ 77

　4.1　电阻点焊机器人系统　/ 78

　　　4.1.1　电阻点焊机器人系统组成及特点　/ 78

　　　4.1.2　电阻点焊机器人本体及控制系统　/ 79

　　　4.1.3　点焊系统　/ 81

　4.2　弧焊机器人系统　/ 84

　　　4.2.1　弧焊机器人系统组成　/ 84

　　　4.2.2　弧焊机器人本体及控制器　/ 86

　　　4.2.3　弧焊机器人的焊接系统　/ 88

　4.3　特种焊机器人　/ 90

　　　4.3.1　激光焊机器人系统结构　/ 90

　　　4.3.2　搅拌摩擦焊机器人系统结构　/ 91

　4.4　焊接机器人变位机　/ 92

　　　4.4.1　单轴变位机　/ 93

　　　4.4.2　双轴变位机　/ 95

　　　4.4.3　三轴变位机　/ 96

　　　4.4.4　焊接工装夹具　/ 96



第5章　机器人焊接工艺　/ 99

　5.1　电阻点焊工艺　/ 100

　　　5.1.1　电阻点焊原理及特点　/ 100

　　　5.1.2　电阻点焊工艺参数　/ 103

　5.2　熔化极气体保护焊　/ 105

　　　5.2.1　熔化极气体保护焊基本原理及特点　/ 105

　　　5.2.2　熔化极气体保护焊的熔滴过渡　/ 107

　　　5.2.3　熔化极氩弧焊工艺参数　/ 110

　　　5.2.4　高效熔化极气体保护焊工艺　/ 112

　5.3　钨极惰性气体保护焊（TIG 焊） 工艺　/ 121

　　　5.3.1　钨极惰性气体保护焊的原理、特点及应用　/ 121

　　　5.3.2　钨极惰性气体保护焊焊接工艺参数　/ 124

　　　5.3.3　高效TIG焊　/ 127

　5.4　激光焊　/ 131

　　　5.4.1　激光焊原理、特点及应用　/ 131

　　　5.4.2　激光焊接系统　/ 133

　　　5.4.3　激光焊焊缝成形方式　/ 136

　　　5.4.4　激光焊工艺参数　/ 137

　5.5　搅拌摩擦焊工艺　/ 139

　　　5.5.1　搅拌摩擦焊原理、特点及应用　/ 139

　　　5.5.2　搅拌摩擦焊焊头　/ 140

　　　5.5.3　搅拌摩擦焊焊接参数　/ 141



第6章　焊接机器人的应用操作技术　/ 145

　6.1　机器人的示教操作技术　/ 146

　　　6.1.1　示教器及其功能　/ 146

　　　6.1.2　程序操作（创建、删除、复制） 　/ 154

　　　6.1.3　常用编程指令　/ 160

　　　6.1.4　焊接机器人示教　/ 178

　　　6.1.5　编程示例　/ 187

　　　6.1.6　程序运行模式　/ 189

　6.2　机器人离线编程技术　/ 191

　　　6.2.1　机器人离线编程特点　/ 192

　　　6.2.2　离线编程系统组成　/ 194

　　　6.2.3　离线编程仿真软件及其使用　/ 196



第7章　典型焊接机器人系统应用案例　/ 213

　7.1　弧焊机器人系统　/ 214

　　　7.1.1　工程机械行业-抽油机方箱、驴头焊接机器人工作站　/ 214

　　　7.1.2　建筑工程行业-建筑铝模板焊接机器人工作站　/ 218

　　　7.1.3　电力建设行业-电力铁塔横担焊接机器人工作站　/ 222

　　　7.1.4　农业机械行业-玉米收获机焊接机器人工作站　/ 225

　　　7.1.5　建筑钢结构行业-牛腿部件焊接机器人工作站　/ 228

　7.2　点焊机器人系统　/ 232

　　　7.2.1　汽车行业-座椅骨架总成点焊机器人工作站　/ 233

　　　7.2.2　汽车行业-车体点焊机器人工作站　/ 234



第8章　焊接机器人的保养和维修　/ 237

　8.1　焊接机器人的保养　/ 238

　　　8.1.1　机器人本体的保养　/ 238

　　　8.1.2　焊接设备的保养　/ 240

　8.2　焊接机器人的维修　/ 243

　　　8.2.1　控制柜的维修　/ 244

　　　8.2.2　脉冲编码器的维修　/ 246

　　　8.2.3　机器人本体电缆的维修　/ 246

　　　8.2.4　伺服放大器的维修　/ 248

　　　8.2.5　维修安全注意事项　/ 250

　8.3　机器人点焊钳维护　/ 250



参考文献　/ 255



索引　/ 257