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摘要：該文以最常用的關(guān)節(jié)型六自由度焊接機器人為例，概述了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，強調(diào)闡明焊接系統(tǒng)與焊接參量與通用關(guān)節(jié)型機器人的實用計算機接口，并對現(xiàn)代焊接機器人的人機界面做了綜合性的簡介。
關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)型通用機器人；運動自由度；焊接系統(tǒng)接口；離線與在線編程；3D動畫示教與編程

作為焊接機器人的用戶，為正確選擇、合理使用并做到能常規(guī)維護焊接機器人，必須對焊接機器人的運動控制系統(tǒng)有一定層次的了解。

焊接機器人是裝上了焊鉗或各種焊槍的工業(yè)機器人。工業(yè)機器人的運動控制系統(tǒng)涉及數(shù)學(xué)、自動控制理論等，內(nèi)容很多。要在較短的篇幅中，全面而系統(tǒng)地介紹工業(yè)機器人的運動控制系統(tǒng)，實在是非工業(yè)機器人控制專業(yè)人員所能及的事情，因此，本章內(nèi)容是從焊接機器人的用戶角度出發(fā)，盡量以圖代解、簡明地闡述有關(guān)機器人運動控制系統(tǒng)（見圖1）的一般性問題。

1 焊接機器人運動軸的構(gòu)成

1.1 焊接機器人運動軸的定義

點焊與弧焊兩種機器人都是由典型6關(guān)節(jié)型（也稱6軸）工業(yè)機器人裝上焊鉗或焊槍而構(gòu)成，因此，討論焊接機器人運動系統(tǒng)構(gòu)成，亦即討論典型6關(guān)節(jié)工業(yè)機器人的運動系統(tǒng)構(gòu)成。顧名思義，典型6關(guān)節(jié)工業(yè)機器人有6個可活動的關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)的運動名稱都有定義，在圖2中，給出了典型6關(guān)節(jié)工業(yè)機器人各關(guān)節(jié)的編號與動作狀態(tài)（編號后面的英文大寫字母就是規(guī)定動作英文名稱的第一個字母），每個關(guān)節(jié)的運動都由一個伺服電（動）機驅(qū)動，每個電機都有各自的伺服控制系統(tǒng)。機器人最后“手”關(guān)節(jié)上所安裝的工具中心點（TCP）（對點焊鉗與電焊槍的TCP點，在相應(yīng)的機器人結(jié)構(gòu)中都作了規(guī)定）的運動軌跡是多個關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)協(xié)同動作的結(jié)果。而機器人運動控制系統(tǒng)（ 器）的作用就是如何根據(jù)編程指令來指揮控制6個伺服電（動）機協(xié)同動作，以完成工具中心點所要求實現(xiàn)的運動軌跡。

圖2 新開發(fā)的帶內(nèi)置回轉(zhuǎn)擺動軸的FlexTorch機器人焊槍系統(tǒng)

1.2 焊接機器人的運動軸參數(shù)

焊接機器人的運動軸參數(shù)主要包括：各軸最大運動范圍、最大速度、相關(guān)軸的容許轉(zhuǎn)距、相關(guān)軸的容許慣性力矩等。一種典型的6關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)運動參數(shù)的量值見表。

可以看出：6關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人的運動軸參數(shù)不僅涉及各軸本身，也最終決定整臺工業(yè)機器人的性能。其中，最重要的性能指標是：重復(fù)定位精度和負載重量。