製造業の労働コストの上昇に伴い、ロボット製品の価格は低下し続け、人々はより快適な作業条件をさらに追求し、ロボットの応用は毎年増加している。

産業用ロボットは操作機（機械本体）、コントローラ、サーボ駆動システムと検出センサ装置から構成され、擬人操作、自動制御、繰り返しプログラム可能、3次元空間で各種作業を完了できる機電一体化自動化生産設備であり、特に多品種変ロットのフレキシブル生産に適している。それは製品の品質を安定させ、生産性を高め、労働条件を改善し、製品の迅速なモデルチェンジに非常に重要な役割を果たしている。

1960年代初め、人類が*台の産業用ロボットを創造して以来、産業用ロボットはその巨大な生命力を示しており、わずか40年余りの間に産業用ロボット技術は急速に発展し、産業用ロボットはすでに工業先進国の生産に広く応用されている。現在、産業用ロボットは自動車及び自動車部品製造業、機械加工業、電子電気業、ゴム及びプラスチック工業、食品工業、木材及び家具製造業などの分野に広く応用されている。工業生産では、溶接ロボット、組立ロボット、塗装ロボット、運搬ロボットなどの産業用ロボットが多く採用されている。本文は以下に重点的に溶接ロボットを紹介する。

溶接ロボットは、切断と塗装を含む溶接に従事する産業用ロボットであり、主にロボットと溶接設備の2つの部分を含む。ここで、ロボットはロボット本体と制御キャビネット（ハードウェアとソフトウェア）から構成されている。溶接設備は、アーク溶接及びスポット溶接を例として、溶接電源（その制御システムを含む）、ワイヤ送給機（アーク溶接）、溶接トーチ（クランプ）などの部分から構成される。スマートロボットには、レーザーや撮像センサー、その制御装置などのセンサシステムも備えておく必要があります。

1、スポット溶接ロボットの特徴

一体化溶接鉗子を採用しており、溶接変圧器は溶接鉗子の後ろに取り付けられているため、スポット溶接ロボットの変圧器はできるだけ小型化しなければならない。容量の小さい変圧器に対しては50 Hzの動作周波数で交流することができ、容量の大きい変圧器に対しては、工業上ではすでにインバータ技術を採用して50 Hzの動作周波数交流を600～700 Hz交流に変え、変圧器の体積を減少、軽減させ始めている。変圧後は直接600〜700 Hz交流電気溶接を用いてもよく、また二次整流を行い、直流電気溶接を用いてもよく、溶接パラメータはタイマーで調整する。現在、新型タイマはマイコン化されているため、ロボット制御キャビネットはタイマを直接制御することができ、インタフェースを追加する必要はありません。スポット溶接ロボットの溶接クランプ、電気サーボスポット溶接クランプ、溶接クランプの開きと閉じはサーボモータによって駆動され、コードディスクがフィードバックされ、溶接クランプの開き度を実際の必要に応じて任意に選択し、プリセットすることができ、また電極間の圧縮力も無段階に調整することができる。

電気サーボスポット溶接クランプには、次のような利点があります。

（1）溶接クランプの開き度合いはロボットによって制御され、ロボットが点と点の間を移動する過程で、溶接クランプが閉じ始めることができるため、各溶接点の溶接周期は大幅に低下することができる、一方、溶接が少し終わった後、溶接鉗子が開きながらロボットが変位することができ、ロボットが到着してから、溶接鉗子が閉じたり、溶接鉗子*が開いたりしてからロボットが移動する必要はありません。

（2）溶接鉗子の開き度はワークの状況に応じて任意に調整することができ、衝突や干渉が発生しない限り、できるだけ開き度を減らすことができ、溶接鉗子の開き度を節約し、溶接鉗子の開きにかかる時間を節約することができる。

（3）溶接鉗子が閉じて加圧する時、圧力の大きさは調節できるだけでなく、閉じた時に両電極は軽く閉じて、衝突変形と騒音を減らすことができる。

　　

2、アーク溶接ロボットの特徴

アーク溶接ロボットはガス保護溶接方法（MAG、MIG、TIG）を採用することが多く、通常のサイリスタ管式、インバータ式、波形制御式、パルスまたは非パルス式などの溶接電源はロボットに取り付けてアーク溶接を行うことができる。ロボット制御キャビネットはデジタル制御を採用しているが、溶接電源はアナログ制御であることが多いため、溶接電源と制御キャビネットの間にインタフェースを追加する必要がある。

近年、海外のロボット工場には独自の特定の溶接設備があり、これらの溶接設備には対応するインターフェースプレートが挿入されているため、アーク溶接ロボットシステムにはインターフェースボックスが付加されていない。なお、アーク溶接ロボットの動作サイクルではアーク時間の占める割合が大きいため、溶接電源を選択する際には、一般的に持続率100%で電源の容量を決定する必要がある。ワイヤ送給機構はロボットの上腕に取り付けることができ、ロボットの外に置くこともでき、前者の溶接ガンからワイヤ送給機までのホースは短く、ワイヤ送給の安定性を維持するのに有利であるが、後者のホース校長は、ロボットが溶接ガンをある位置に送り、ホースを多屈曲状態にすると、ワイヤ送給機の品質に深刻な影響を与えるので、ワイヤ送給機の取り付け方法はワイヤ送給の安定性を保証する問題を考慮しなければならない。

　　

3、溶接ロボット応用における問題点と解決策

（1）溶接偏差の問題が発生：溶接の位置が正しくないか、溶接トーチを探している時に問題が発生する可能性がある。この場合、TCP（トーチ中心点位置）が正確かどうかを考慮して調整する。このようなことが頻繁に発生する場合は、ロボットの各軸のゼロ位置をチェックし、ゼロを再補正して修正します。

（2）エッジの問題が発生：溶接パラメータの選択が不適切、溶接トーチ角度または溶接トーチ位置が間違っている可能性があり、適切に調整することができる。

（3）気孔の問題が発生した：気体保護差、ワークの下塗りが厚すぎるか、または保護ガスが乾燥していない可能性があり、相応の調整をすれば処理できる。

（4）スパッタ過多問題：溶接パラメータの選択が不適切、ガス成分の原因或いは溶接ワイヤの伸び長さが長すぎる可能性があり、機械の電力の大きさを適切に調整して溶接パラメータを変更し、ガス分配器を調整して混合ガスの割合を調整し、溶接トーチとワークの相対位置を調整することができる。

（5）溶接の終わりに冷却した後にアークピットを形成する問題：プログラム可能な時に作業ステップにアークピットを埋める機能を追加し、それを埋めることができる。

　　

4、溶接過程において、ロボットシステムによく見られる故障

（1）衝突銃の発生：ワーク組立にばらつきが発生したり、溶接銃のTCPが不正確である可能性があり、組立状況を検査したり、溶接銃TCPを修正したりすることができる。

（2）アーク故障が発生し、アークを引くことができない：溶接ワイヤがワークに接触していない或いはプロセスパラメータが小さすぎるため、手動でワイヤを送り、溶接トーチと溶接ビードの距離を調整し、或いはプロセスパラメータを適切に調整することができる。

（3）保護ガス監視警報：冷却水または保護ガス供給に故障があり、冷却水または保護ガス管路を検査する。

　　

5.溶接ロボットのプログラミング技術

（1）合理的な溶接順序を選択し、溶接変形、溶接トーチの走行経路長を減少させて溶接順序を制定する。

（2）溶接ガン空間遷移には移動軌跡が短く、平滑、安全が必要である。

（3）溶接パラメータを最適化し、溶接パラメータを得るために、作業試験片を作成して溶接試験と技術評価を行う。

（4）合理的な変位機の位置、溶接ガンの姿勢、溶接ガンの継手に対する位置を採用する。ワークを変位機に固定した後、溶接ビードが理想的な位置と角度でない場合は、溶接の溶接ビードが溶接順序に従って水平位置に逐次到達するように、プログラミング時に変位機を絶えず調整する必要があります。同時に、ロボットの各軸位置を絶えず調整し、溶接トーチの継手に対する位置、角度、溶接ワイヤの延出長さを合理的に決定しなければならない。ワークの位置が確定した後、溶接トーチの継手に対する位置はプログラマの目で観察しなければならず、難易度が高い。これには、プログラミング者が経験を積むことを上手にまとめることが必要です。

（5）直ちに清槍プログラムを挿入し、一定長の溶接プログラムを作成した後、直ちに清槍プログラムを挿入し、溶接スパッタが溶接ノズルと導電ノズルを塞ぐことを防止し、溶接槍の清潔を保証し、ノズルの寿命を高め、信頼性のあるアーク誘導を確保し、溶接スパッタを減らすことができる。

（6）編制プログラムは一般に一歩も到着できず、ロボット溶接過程で絶えずプログラムを検査し、修正し、溶接パラメータ及び溶接ガンの姿勢などを調整してこそ、良いプログラムを形成することができる。