协作机器人（Cobots）是一种专为与人类协同工作而设计的机器人。与其他机器人一样，协作机器人可以更高效、更精确地完成重复性任务。
如果您正在考虑使用 cobot 来提高焊接生产率和作业安全性，请继续阅读，了解开始使用激光焊接 cobot 解决方案所需的一切信息。
什么是焊接机器人？
虽然协作机器人可用于各种任务，但它们在焊接等制造和加工应用中的采用率却激增。焊接机器人将多轴机械臂与焊枪和电源结合在一起，能够执行多种焊接操作。机器人手臂的安装方式多种多样，但焊接机器人通常安装在带有工件夹具表面的工作台或推车上。
焊接机器人可以使用与人类焊工相同的手持焊接方法，包括激光焊接、MIG 和 TIG、超声波、等离子和点焊。在选择机器人焊接系统时，选择理想的焊接方法至关重要，因为无论焊接自动化程度如何，每种方法都有许多优缺点。
激光焊接有哪些优势？
激光焊接是将激光束的能量以热能的形式传递给部件，使其熔合或连接的过程。激光焊接无论是手持式、全自动还是与协作机器人集成，都具有许多显著优势。
精度和重复性
激光焊接非常精确，焊接后的效果始终如一。作为一种非接触式工艺，激光焊接的焊缝质量几乎不会随着时间的推移而下降。激光焊接的精确性与协作机器人非常匹配，因为焊接过程和运动都是高度可控和可重复的。
热量与变形
与其他焊接方法相比，激光焊接能非常精确地引导热量，产生的热影响区要小得多。由于激光焊接向周围材料传递的热量极少，大大减少了工件变形，因此是敏感特征和较薄材料的更佳选择。
灵活性
激光焊接可以在使用或不使用保护气体的情况下进行，适用于各种材料和厚度。钢、不锈钢、铝、铜、钛、镍、黄铜和异种材料都是激光焊接的理想材料。
焊接速度
在许多应用中，激光焊接的速度明显快于其他焊接方法。这一优势在全自动系统中尤为明显，但更高的焊接速度也适用于手持和机器人应用。激光焊接之所以得到广泛应用，主要是因为它比氩弧焊等替代方法快 4 倍。
焊接质量
激光焊接可焊接出具有极佳视觉效果和机械性能的高质量焊点。根据激光参数的设置，激光可产生窄焊缝和宽焊缝，并可与送丝机配合使用，产生更大的焊珠和填充更宽的缝隙。激光焊缝通常不需要或只需要用刷子快速刷一遍，从而进一步减少了繁琐的手工劳动，提高了生产率。
焊缝清洁
除焊接外，激光还可用于制造和材料加工中的各种任务。激光清洗就是其中的一种应用，由于其速度快、灵活性强，因此大受欢迎。一些激光焊接系统提供焊前清洁功能，以更大限度地减少焊点因污染物而产生的气孔，而焊后清洁功能则减少或消除了对喷砂、酸洗膏和打磨等较慢的焊缝清洁方法的需求。这些激光清洁功能由与焊接功能相同的激光器提供动力，只需更换焊枪喷嘴即可轻松实现。
哪些应用适合焊接机器人？
在手持式激光焊接机、全自动激光焊接机或两者之间做出选择是一个重大的决定，特别是对于小型制造厂和车间而言。虽然有许多因素需要考虑，但其中关键的一点是您预期会遇到什么样的应用、项目和零件。
归根结底，激光焊接机器人是一种自动化形式--虽然它们弥补了人类焊工和传统机器人系统之间的差距，但自动化在处理重复任务时更为有效。
焊接机器人的两个主要优势是生产率和一致性。一旦焊接机器人学会了如何进行焊接，它就能一次又一次地完美（快速）完成焊接。无论 cobot 是学会了 10 项焊接任务还是 100 项焊接任务，情况都是如此。在多品种小批量的生产环境中处理重复焊接时，焊接 cobot 能真正发挥其优势。
重复焊接有多种形式。一方面，需要单个焊缝的大量小型零件非常适合焊接机器人，因为多个零件可以固定在焊接表面，并作为单个程序的一部分进行处理。另一方面，需要多条焊缝的大型零件（如汽车座椅）通常也是焊接机器人的理想选择。编程的灵活性和简易性意味着焊接机器人可以在前一天处理一个项目，第二天无缝切换到另一个项目。
当然，人类焊工也是如此。然而，再高超的焊接技术或经验也无法完全消除错误、瑕疵和不一致。如果必须按照严格的规格进行焊接，而不精确意味着额外的精加工步骤、返工或废品，那么焊接机器人就可以解决这个问题。
焊接自动化与焊接劳动力短缺
近年来，焊接行业面临着一些挑战，熟练焊工变得越来越难找、难雇、难留，这已不是什么秘密。美国焊接协会预计，根据目前的空缺职位、行业增长情况以及焊工退休后的预计自然减员情况，到 2028 年将有超过 30 万个焊接职位空缺。希望保持竞争力的生产商必须采取措施保持其生产力。
尽管焊接协作机器人是一种焊接自动化形式，但重要的是要明白，它并不能取代熟练的人类焊工。事实上，情况恰恰相反--顾名思义，协作机器人需要人类的指导和帮助。即使不是这种情况，焊接协作机器人也不是每种应用的完美选择，例如当零件的配合不一致或需要特别注意或照顾时。
然而，焊接机器人为提高焊接产量和生产率提供了一种经济实惠、易于集成的方式。焊接机器人可实现的速度和一致性使熟练焊工能够完成更多工作，减少疲劳，并让他们专注于更高技能的任务，而不是重复性工作。通过提高焊工的生产率，减少花在琐碎工作上的时间，焊接机器人帮助制造商保持竞争力，使焊接成为更有吸引力的职业。
如何为焊接机器人编程？
人类焊工与焊接机器人互动的主要方式是通过编程使其执行焊接操作。编程是 cobot 与传统工业机器人的关键区别。传统机器人通常需要工人具备机器人编程经验，即使如此，编程过程通常也是复杂而耗时的。相比之下，没有编程经验的操作员只需几分钟就能对焊接机器人进行编程。
虽然可以使用传统的 g 代码对机器人进行编程，但通常没有必要这样做。常见的焊接机器人编程方法是触摸教学。触摸示教是指在保存程序之前，手动引导机械臂完成焊接作业的各个步骤。用这种方法创建焊接移动轮廓需要设置焊接开始点和焊接停止点等航点。焊接机器人可以通过手动移动机械臂或使用控制器手柄点动机械臂进行手动编程。
不过，对焊接机器人的编程不仅仅是让它完成动作那么简单。大多数焊接机器人都包含可在控制器上访问的软件，允许操作员定义焊接参数。在LightWELD®Cobot 系统中，可定义激光功率、焊缝宽度、焊接类型和材料等参数，并使用可视化编程语言指定准确的焊接步骤。
一旦完成一项作业，操作员通常会在关闭激光电源的情况下运行 cobot 程序，以确认在运行实际作业之前，cobot 是否按预期运行。激光焊接机器人可以存储许多不同的程序和参数预设，一旦操作员对结果满意，就可以根据需要调用。
激光焊接机器人安全吗？
对于焊接机器人和激光焊接解决方案而言，安全都是首要问题。确保操作人员和旁观者的安全比想象的要容易得多，但仍然需要考虑个人防护设备和集成问题。
让我们从协作机器人本身说起。作为设计用于在人类工人附近工作的机器人，cobots 通常配备有各种安全功能。传统机器人通常需要一个笼子来确保它们不会接触到障碍物，而 cobots 则不同，它们的功率和力量都受到限制，这意味着它们不会快速移动到足以造成伤害的程度。一旦与障碍物发生碰撞，焊接机器人会立即停止移动并关闭焊接电源。此外，焊接机器人通常采用圆形几何设计，没有夹点。
激光焊接与其他类型的焊接一样需要采取安全措施。焊工个人防护设备是必要的，应包括耐热手套、耐热服和护目镜。在进行激光焊接时，任何能看到焊枪的人都必须佩戴光学密度（OD）大于 6（1070 纳米）的激光安全护目镜。对于距离焊缝较近的焊工，还需要佩戴激光安全焊接头盔。还必须考虑烟尘问题，如果焊接区没有足够的通风设备，则可能需要专用的烟尘抽排装置和呼吸防护设备。
还必须考虑激光焊接机器人的安装位置。有些激光焊接机器人配有联锁外壳，可在激光开启时关闭--这种选择使系统几乎可以安装在任何地方。没有集成外壳的激光焊接机器人必须安装在封闭的环境中，并配备激光安全墙、联锁门和安全标志。在集成任何激光解决方案时，都应指定一名员工担任激光安全主任（LSO），确保激光安全更佳实践得到遵守。
激光焊接机器人的成本是多少？
成本是激光焊接机器人系统重要也是吸引人的方面之一。传统的机器人解决方案通常非常昂贵，需要占用大量的空间和复杂的集成工作。焊接机器人结构紧凑，易于安装和集成，而且通常比传统的同类产品便宜得多。虽然许多人认为激光焊接解决方案价格昂贵，但激光焊接机器人的成本与其他焊接机器人系统大致相当。
开始使用激光焊接 Cobot 解决方案
实施激光焊接机器人解决方案似乎令人望而生畏，尤其是对于那些没有自动化或激光焊接经验的人来说。幸运的是，IPG 的激光焊接专家随时准备提供帮助。入门非常简单--发送样品给我们，参观我们的全球应用实验室，或者直接告诉我们您的应用。
