管线环缝全位置自动焊接机器人，该机器人通过定位轨道沿环缝运动，除完成一般的焊接作业外，还具有焊接规划参数及其相关控制参数的离线编程和焊接过程监测等功能。
与普通的搬运、点焊、装配等定点操作的机器人相比，弧焊机器人对末端执行器（焊枪）的运动轨迹要求有严格的精度，空间位置焊接时的焊枪姿态及焊接规范在整个轨迹上都需要连续调整。为此，焊接机器人应该有配套的视觉系统、专家系统等控制单元，来克服因装配、变形等因素引起的位置和精度误差，以实现真正的高质量的自动化焊接生产。在焊接自动化的发展过程中，还应该清醒地认识到：实现焊接机器人化的前提条件是下料、工装等配套工序的作业精度必须严格控制在允许的范围内，至少目前机器人作业还难以达到或超过高级焊工的水平，各种研究和开发工作的开展正是为了努力实现这一目标。
5.2 焊接机械手焊接工艺的研究：
目前，关于焊接材料和焊接工艺的信息已经很多，对于需要开发焊接工艺的工厂来说，正确的选择这些信息，并把它们有机地组合起来就非常重要。要开发一条健全的、高合格品率的焊接生产线，需要进行仔细地计划，并要为计划的实施作出努力以及严格的工艺监视以确保产品的质量和使工艺处于受控状态。这些控制与许多的改变有关，如材料、设备、兼容问题、污染问题、统计工艺控制(SPC)程序等。 采用焊接材料，对焊接工艺会产生严重的影响。因此，在开发焊接工艺中，必须对焊接工小臂艺的所有相关方面进行优化。Georze Westby的关于开发焊接工艺的五步法有助于焊
图5.4 高效双弧TIG图5.5 双丝MAG焊
接工艺的开发和工艺优化。
选择适当的材料和方法 在焊接工艺中，焊接材料的选择是最具挑战性的。因为对于焊接工艺来说，焊料、焊膏、助焊剂等材料的选择是最关键的，也是最困难的。在选择这些材料时还要考虑到焊接元件的类型、线路板的类型，以及它们的表面涂敷状况。选择的这些材料应该是在自己的研究中证明了的，或是权威机构或文献推荐的，或是已有使用的经验。把这些材料列成表以备在工艺试验中进行试验，以对它们进行深入的研究，了解其对工艺的各方面的影响。 对于焊接方法，要根据自己的实际情况进行选择，如元件类型：表面安装元件、通孔插装元件；线路板的情况；板上元件的多少及分布情况等。对于表面安装元件的焊接，需采用回流焊的方法；对于通孔插装元件，可根据情况选择波峰焊、浸焊或喷焊法来进行焊接。波峰焊更适合于整块板
(大型)上通孔插装元件的焊接；浸焊更适合于整块板(小型)上或板上局部区域通孔插装元件的焊接；局喷焊剂更适合于板上个别元件或少量通孔插装元件的焊接。另外，还要注意的是，焊接的整个过程比焊料的要长，而且所需的焊接温度要高，这是由于无铅焊料的熔点比含铅焊料的高，而它的浸润性又要差一些的缘故。 在焊接方法选择好后，其焊接工艺的类型就确定了。这时就要根据焊接工艺要求选择设备及相关的工艺控制和工艺检查仪器，或进行升级。焊接设备及相关仪器的选择跟焊接材料的选择一样，也是相当关键的。
确定工艺路线和工艺条件 在第一步完成后，就可以对所选的焊接材料进行焊接工艺试验。通过试验确定工艺路线和工艺条件。在试验中，需要对列表选出的焊接材料进行充分的试验，以了解其特性及对工艺的影响。这一步的目的是开发出无铅焊接的样品。
开发健全焊接工艺 这一步是第二步的继续。它是对第二步在工艺试验中收集到的试验数据进行分析，进而改进材料、设备或改变工艺，以便获得在实验室条件下的健全工艺。在这一步还要弄清无铅合金焊接工艺可能产生的沾染知道如何预防、测定各种焊接特性的工序能力(CPK)值，以及与原有的锡／铅工艺进行比较。通过这些研究，就可开发出焊接工艺的检查和测试程序，同时也可找出一些工艺失控的处理方法。 在这一步。还需要对焊接样品进行可靠性试验，以鉴定产品的质量是否达到要求。如果达不到要求，需找出原因并进行解决，直到达到要求为止。一旦焊接产品的可靠性达到要求，无铅焊接工艺的开发就获得成功，这个工艺就为规模生产做好了准准备就绪后的操作 一切准备就绪，现在就可以从样品生产转变到工业化生产。在这时，仍需要对工艺进行监视以维持工艺处于受控状态。
控制和改进工艺 无铅焊接工艺是一个动态变化的舞台。工厂必须警惕可能出现的各种问题以避免出现工艺失控，同时也还需要不断地改进工艺，以使产品的质量和合格晶率不断得到提高。对于任何无铅焊接工艺来说，改进焊接材料，以及更新设备都可改进产品的焊接性能。
5.3机器人在线控制的研究。
仿真中包含如下功能: ? 自动程序的生成 ? 隐含线的移动 ? 从任一位置观察 ? 防碰撞系统 ? 全逆运动学转换
? 容易附加任何别的被仿真设备到该环境中 ? 在仿真中移动被仿真的各部分能力 ? 接收来自机器人的出错信息 ? 读出机器人的位置和状态 用《CAXA实体》制作焊接机械手
《CAXA实体》软件是采用拖拽三维实体、搭积木的方法来制作三维模型的，它的方法独特、快捷方便，并且还具有装配、动画、渲染等强大功能。下面简单介绍一
下我在运用《CAXA实体》软件制作模拟机械手三维动画时的一些经验与技巧。制作机械手动画主要分为以下四个步骤，见图1。
图5.6 流程图
图5.7设计零件图，如大臂、小臂
2 装配
使用Blue．ics模板创建一个新的设计环境。在“装配”菜单中选择“插入零件／装配”选项，此时屏幕上出现“插入零件”对话框，选择含有所需零件的文件，然后点击确定。这样就在装配图中调入了一个零件。用此方法将各个零件依次调入。图1 流程图首先，将组成机械手的各个部件分别生成零 按我们的经验，装配时一定要采用“约束装按我们的经验，装配时一定要采用“约束装配”，这样制作动画时能简化动画的设置，并保证各个元件按规定的轨迹运行。
3 渲染
为了制作动画时能清晰明了地观察各个部件的动作， 装配体还需要渲染一下。首先选中一个零件，待其颜色变兰后，在标准设计元素库里的“表面光泽”库中选取一个颜色，点住鼠标左键将其拖拽到零件上，则该零件就变成了这个颜色。为了看清机械手箱体中连杆的运动过程，可将大臂与小臂等渲染成透明的玻璃色。
4 动画
制作模拟机械手运动的动画，首先要了解机械手是如何张开和夹紧的：腰部旋转，大臂、小臂摆动，手腕的旋转与摆动等。这样机械手既做水平移动又做旋转运动，如
按普通装配，它的动画不太好设置。
一般应用《CAXA实体》软件多是使用它的三维零件设计、零件装配功能，很少注意到它的智能动画功能。通过我在工作中的摸索，《CAXA实体》软件不但能制作零件装配动画，还能制作景物动画、灯光动画、视向动画，能够模拟仿真机床的实际运动。通过动画模拟可以发现工件在装配及运动中是否干涉，避免了传统二维设计工作中很难发现的失误，是工程设计中不可多得的好帮手。
总 结
通过这段时间的设计，我的感受很深。尤其是在最初的设计阶段，由于自己理论知识不够系统和丰富，加之缺乏设计思路，使得进展比较缓慢。之后，在老师的悉心指导下，我逐渐的学会了独立的查阅资料，以及如何将大量的杂乱的资料系统化，并将其掌握。这一过程中得到的锻炼是自己在本次设计中得到的最大收获之一。并且在这一过程中，我发现了许多以前没有注意的问题，有些想法，方法最初看起来是可行的，但认真思考后就会发现存在很多不足之处。如此反复思考，校对才完成了本次设计任务。
在老师的指导下，我学到了机电一体化领域的一些以前没有接触到的知识，拓宽了我焊接机械手方面的知识，这是对我四年来所学的知识的一次检验，一次总结。 在控制电气和程序的编写方面，我遇到了一些困难。由于以前没有接触PLC，在老师和同学们的帮助下，我渐渐对T他产生了浓厚的兴趣。自己也下了很大的工夫去钻研，终于，使我由不懂PLC编程到一步步独立的设计电路编写程序。收获极为丰富。为此也要感谢老师和同学们对我的帮助。
在本次设计中，老师给予了我极大的帮助和指导。可以说本次设计的完成与老师的悉心指导是分不开的。老师在指导过程中严谨，负责的态度为我今后工作起了一个很好的榜样。在此，特向老师致以诚恳的谢意。
由于本人能力有限，加之时间仓促，设计中难免有疏忽与不足之处，敬请诸位老师予以批评指正。