船舶建造在全球范围内都是一个重大的产业，虽然许多技术已经实现自动化。但是螺栓的手工焊接问题仍是需要面对的一个难题[11]。论文网

螺柱焊焊接顶端有多种方式，可分为平顶端面式、锥顶端面式、弧形端面式，锥度一般在130°到150°之间[12]。焊接设备的性能决定了电弧螺柱焊焊接质量，因而焊接设备的使用状况也对焊接质量起着非常重要的影响[13]。

1。2。1 机器人焊接的优点及工作方法

    焊接机器人作为工业现代化发展的代表之一具有其他焊接工艺所没有的一系列明显的优势： 改善工人的劳动条件；在保证焊缝均一性的同时，能够提高焊接质量并保证单位劳动生产率稳定。近几年我国也把更多的精力投入到了焊接机器人中从而在焊接机器人领域得到了很好的发展。激光加工技术也是我国着重研究的一个方面，激光焊接属于无接触加工，是一种集光、机、电于一体的综合性高新技术。而无惰性也正是其主要特点，因此在无噪声的前提下其加工速度将会更快。为了实现各种加工目的，光的移动速度和光束的能量都可以随之调节。薄板的高速焊接问题得到了十分有效的解决。目前激光加工凭借独特的焊接特点，将逐渐取代传统的加工工艺，激光焊接将在未来工业领域内起着重要地位[14]。

机器人的工作，通常是通过“示数”的方法为机器人作业程序生成运动命令，也就是由操作者通过示数盒，操作机器人使其动作。当认为动作合乎实际作业中要求的位置与姿态时，将这些位置点记录下来，生成动作命令，并在程序中的适当位置加入相应于工艺参数的作业命令及其他输入输出命令。当程序运行时，机器人将按照程序要求进行动作，并执行相应的工作。在实际工作中，通常需要将示数的程序进行试运行。到目前为止，普遍使用的工业机器人，都是以这种称之为“示数再现”的方式工作[15]。

1。2。2  龙门架的现实意义 

近年来，随着科学技术的不断发展，龙门架被广泛应用于机械设备，道路桥梁，起重机械，汽车研发的工程领域中，人们对龙门架质量的要求也越来越高，特别是作为支撑部件的大跨度龙门架，其承载后会产生较大的变形及应力，过大的变形及应力不仅将严重影响设备的精度，还有可能会造成破坏性的事故。因此，对龙门架的结构进行合理的设计与改进至关重要。

压机作为一种重要的金属压力加工设备，在工业制造的各个领域都可以看到它发挥的巨大作用，其规格和制造能力也直接反映着一个国家的工业生产水平。近年来，随着我国的迅猛的发展机械制造业，对于压机的龙门架承载效果和使用寿命也提出了更加严格的要求，这也将是催动我国龙门架发展的重要动力。

1。3  研究现状

1。3。1  螺柱焊原理及分类应用

1。3。2 螺柱焊接技术的发展趋势

1。3。3 机器人自动化技术、数字控制技术等在螺柱焊中的应用

1。3。4  螺柱焊机国内发展现状

1。3。5  机器人系统集成研究现状

2  龙门机器人螺柱焊接系统总体方案

2。1  系统结构文献综述

    龙门机器人焊接系统主要由机械系统、电控系统、机器人、水冷器等组成如图2-1

图2-1龙门机器人焊接系统

整体龙门架沿地面轨道行走，龙门架横梁上对应的装配了机器人移动装置，焊接机器人以倒挂的形式安装在移动龙门横梁的悬臂上，这样扩大了机器人的工作范围。移动龙门为了提高系统的自动化采用交流伺服双侧同步驱动，机器人沿龙门架横梁的移动为机器人的外部扩展轴。为了实现交替装夹和焊接要求提高生产效率，在龙门移动双侧导轨中间以及龙门导轨端头可以摆放多套工装夹具。焊接生产时龙门系统保持静止， 焊接过程靠机器人和外部轴的协调移动完成。