典型的弧焊機器人工作站主要包括:機器人系統(機器人本體、機器人控制櫃、示教盒)、焊接電源系統(焊機、送絲機、焊槍、焊絲盤支架)、焊槍防碰撞傳感器、變位機、焊接工裝系統(機械、電控、氣路/液壓)、清槍器、控制系統(PLC控制櫃、HMI觸控螢幕、操作臺)、安全系統(圍欄、安全光柵、安全鎖)和排煙除塵系統(自淨化除塵設備、排煙罩、管路)等。弧焊機器人工作站通常採用雙工位或多工位設計,採用氣動/液壓焊接夾具,機器人(焊接)與操作者(上下料)在各工位間交替工作。操作人員將工件裝夾固定好之後,按下操作臺上的啟動按鈕,弧焊焊接機器人完成另一側的焊接工作,馬上會自動轉到已經裝好的待焊工件的工位上接著焊接,這種方式可以避免或減少機器人等候時間,提高生產率。
根據選用焊接工藝方法的不同,弧焊焊接機器人工作站一般可分為熔化極氣體保護焊(MIG/MAG/CO2)、非熔化極氣體保護焊(TIG)、等離子弧焊(Plasma)及變極性等離子弧焊(VPPA)系統等,主要差異在焊接電源系統和接口(機器人-焊機設備),其他配置基本相同;對於焊接電流較大的情況,通常配置循環水冷系統,用於焊槍的冷卻。
由於焊縫處於水平位置(或接近水平位置),焊接過程不必使用變位機,可簡化結構,降低成本。這種簡易工作站多採用兩個或多個工位,在工作檯上裝兩個或更多夾具,可以同時固定兩個或兩個以上的工件,一個工位上的工件在焊接,其他工位上的工件在裝卸或等待。工位之間用擋光板隔開,避免弧光及飛濺物對操作者的傷害。這類焊接工作站大多數採用手動夾具。
選擇弧焊焊接機器人,應注意以下幾點:
1)焊接機器人抓重:由於焊槍和送絲機的重量較輕,焊接機器人抓重一般多選擇3~8kg。如果使用雷射跟蹤傳感器等,還要適當提高機器人的抓重能力。
2)運動範圍及結構:根據所焊工件的尺寸,機器人運動半徑通常選擇1.40~1.60m:由於焊接機器人機械結構形式的影響,即使連杆尺寸相近的焊接機器人,其空間運動範圍也有一定的差異,四連杆結構的機器人空間運動範圍一般小於關節型的焊接機器人。
3)重複定位精度:大部分焊接機器人為0.05~0.1mm之間,即可滿足一般焊接要求,而對於精細等離子或雷射焊接,應選擇精度更高的機器人。
4)具備焊接相關功能:擺動焊接功能,如單擺、三角形和梯形擺動等;焊機接口功能,如模擬量、現場總線、網絡接口等;焊接傳感器接口功能,如焊縫位置檢測,焊縫跟蹤等。