本论文以汽车消声器的焊接作为研究对象，解决了焊机配套工业机器人的通讯问题。使用华远焊机机器人实现了焊接功能。论文中研究了普通的焊接功能，以及接触传感功能和电弧跟踪功能，极大地提高了整套设备的现场生产能力。整套工业机器人焊接系统性价比高、适用性强。
目录
引言 1
一、汽车消声器焊接 3
（一）汽车消声器介绍 3
（二）焊接的流程 3
（三）存在的问题 3
二、焊接系统设计 4
（一）焊接系统简介 4
（二）起止点寻找 5
（三）弧焊跟踪 5
三、汽车消声器焊接工艺流程 5
（一）进气管卡环焊接工艺 5
（二）出气法兰直管焊接工艺 6
（三）催化器分总成焊接工艺 7
（四）催化器总成焊接工艺 8
（五）简体分总成焊接工艺 8
（六）前消总成焊接工艺流程 9
（七）挂钩隔热罩焊接工艺流程 9
（八）焊接工艺实验结果 10
总结 11
参考文献 12
致谢 12
引言
焊接机器人是由多个自由度的轴组成的工业机器人，可以自由编程。焊接工具工作时，可按要求的轨迹和速度移动。它是一种能自动控制、模拟人的动作、重复编程的自动化生产设备。各种指定的焊接操作可以在三维空间中完成。目前，焊接机器人已广泛应用于制造业。可在恶劣环境下连续工作，保证焊接质量，大大提高焊接生产效率，改善工作环境，降低焊接技术人员的劳动强度。焊接机器人广泛应用于汽车、航天、船舶、机械制造、电子、食品加工等相关制造领域，成为先进制造技术中不可或缺的重要设备。根据焊接技术的不同，焊接机器人可分为弧焊机器人和点焊机器人。从结构上看，大多数焊接机器人在六轴关节机器人的机械手上安装不同的焊接工装设备，实现焊接生产的自动化。目前使用最广泛的焊接机器人属于第一代机器人，即“教学再现”机器人。机器人学习的过程被称为“教学”。在这个过程中，操作者需要教机器人用手做各种规定的动作，机器人的自动控制系统会通过程序记录动作。“复制”是机器人按照教学过程中录制的程序复制这些动作的过程。
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中很重要的是电源，电器离不开电源。所以，焊接机器人在生产过程中应用的基础也是电源。由此之外，数字焊接机器人不会轻易的受温度影响，而且焊接参数波动小，所以作为弧焊机器人焊接电源的一个重要研究方向。
总而言之，焊接机器人的焊接质量和效率电弧焊是可以保证的。所以，依靠焊缝跟踪技术来检验测试焊缝偏差还是有必要的，确保焊缝质量。焊缝跟踪技术是在检测通道、传感器技术和焊缝跟踪控制理论的基础之上。机器人感知研究中传感器技术占有重要地位。目前，有许多光传感器和电弧传感器。焊接电弧中偏差的信息可以用电弧传感器直接获取。不需要用其他的设备就可以实时检测。
焊接机器人不是一个单独的工作单元，是由定位器、控制柜等部件工作站组成。在现实操作过程中，决定焊点是否在同一平面上的水平位置是焊接机器人，定位器和弧焊电源的协调控制的。可以在一定程度上有利于减少操作难度，提高焊接质量和效率。
我们详细分析动力学和运动学性能来研究具有复杂的多自由度、多连杆的空间结构。因为焊接机械手的结构复杂并且计算困难，所以采用焊接机械手代替整体作为仿真对象，结合机器人理论，计算机图形学等，对机械手的运动轨迹进行规划，并通过三维建模生成的动画来演示运动轨迹。最后可以发现设计中会存在的问题，并及时修改数据来解决。
虚拟现实技术通过计算机将焊接过程转换为数字化操作，指导实际焊接工作。在此过程中，通过计算机可以清楚地显示出机械手的焊接轨迹和轨迹。方便地调整机械手的姿态和轨迹，进而对生产系统的性能进行评估，多传感器信息的智能融合技术在机器人的信息采集和动作中起着非常重要的作用。
随着焊接机器人应用范围的扩大和工作环境的复杂性，单个焊接机器人在完成一些复杂的焊接目标时效率低下，成本较高。因此，许多焊接机器人需要相互配合才能完成焊接工作。在多智能焊接机器人系统中。重点介绍了具有独立功能的焊接单体的物理、逻辑和功能设计，并对其进行了有效的集成。劳动分工是明确的。通过机器间的信息交换和机组间的协调工作，实现了焊接机器人系统的时间、空间、信息和功能特性的优化。提高焊接机器人的工作效率和产品质量。
一、汽车消声器焊接
（一）汽车消声器介绍
汽车消音器，主要用来降低机动车发动机工作时产生的噪声，它的原理是汽车的排气管由不同长度的两根管道组成，这两根管道先是从分开再到交汇，由于两根管道的长度差值是汽车所发出的一半的声波波长，让两个并列的声波在叠加的时候发生干涉互相抵消而使得减弱声强，传来的声音减小，因此将会起到消音的效果。
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图11 汽车消声器
焊接的流程
首先需要把成卷的板材裁好，用合适的尺寸让圆机卷成圆桶状，然后中缝焊接圆桶，也可以把中缝结合两边用打口机正反折弯，然后用液压压花机压出花纹，用成型机把桶身做成各种各样的规格形状，像三角形，方形，椭圆形，圆形等，接着就是把桶身的两端用翻边机进行翻边，完成以后，用封桶机将两端的盖子和桶身结合，桶身做好后，还需要用加工设备对排气管进行加工，加工好了以后把管子和桶焊接到一起就可以了，这样消声器便做好了。
（三）存在的问题
由于消声器的结构复杂，重量大，高速气流冲击和高温氧化以及水汽渗透吸声填料等原因，使得消声器的消声效果差，维修次数频繁，使用周期短等情况是消声器面临的主要问题。
二、焊接系统的设计
（一）焊接系统简介
集成焊接系统主要由FAUNC R30iB机器人、华远焊接机NB350HD (ROB)、钢坯焊枪和北复模块组成。如图所示，FAUNC机器人由机器人控制柜、机器人本体和接线组成，华远焊机由焊接电源、送丝机构和通信电缆组成，机器人接线盒由机器人IO接口插座、北复模块和转换插座等组成。
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图21 集成焊接线路
FAUNC R30iB Mate机器人控制柜为整个集成焊接系统的控制中心，来控制机器人本体的焊接轨迹，同时控制机器人的焊接电源。CRW1输出控制电缆(1号线)是一种与焊接电源进行模拟通信的电缆，其中包含除电流、电压反馈信号外的所有和焊接电源通信的信号线;DEVICENET总线(2号线)和机器人控制箱中的Befu模块互相连接，Befu模块把焊机输入的电压和电流信号转换为数字信号，利用DEVICENET现场总线和焊接电源来进行通信。机器人通信;通信电缆(3号线)是焊接动力机器人接口专用通信电缆，机器人通信的所有信号线全部包括在里面;防撞传感器电缆(4号线)把防撞信号反馈给机器人，输出驱动信号用于驱动防撞传感器;前、底板6芯控制电缆(5号线)为送丝机构和焊机之间的通讯电缆。其中包含电阀的控制信号行，电动机的驱动信号线和pointdriven送丝控制线路,和焊枪送丝机构的焊接电缆阴极线(第6行)。因为实时要求高起点和终点位置,模拟通信方法是选择通过Fanaco模拟与焊接机通信接口板;由于电弧跟踪实时性的要求和软硬件的真实配置空间，采用了北复模块总线传输的方法，通过北复模块将最少的模拟信号传输到机器人的偏网总线。采用Fanaco的非指定国产焊机，在软件配置上通过这种混合通信方式与焊机进行通信，实现并行。它不仅实现了基本的焊接控制功能，而且实现了起止点定位和电弧跟踪功能。在机器人与焊机的综合通信中采用了混合通信。它采用传统的模拟通信(尽可能多的包含通信信号)和流行的现场总线通信(仅包含电弧跟踪所需的电流反馈信号)。它不仅解决了多信号的实时性要求，还解决了国内焊接机软件配置的问题，具有支持国际主流机器人的全功能。全焊接功能，满足中厚板最复杂的焊接现场要求。

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