摘要：該文以最常用的關節(jié)型六自由度焊接機器人為例，概述了控制系統(tǒng)的結構組成，強調闡明焊接系統(tǒng)與焊接參量與通用關節(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。
關鍵詞：關節(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、自動控制理論等，內容很多。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關節(jié)型（也稱6軸）工業(yè)機器人裝上焊鉗或焊槍而構成，因此，討論焊接機器人運動系統(tǒng)構成，亦即討論典型6關節(jié)工業(yè)機器人的運動系統(tǒng)構成。顧名思義，典型6關節(jié)工業(yè)機器人有6個可活動的關節(jié)，每個關節(jié)的運動名稱都有定義，在圖2中，給出了典型6關節(jié)工業(yè)機器人各關節(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），每個關節(jié)的運動都由一個伺服電（動）機驅動，每個電機都有各自的伺服控制系統(tǒng)。機器人最后“手”關節(jié)上所安裝的工具中心點（TCP）（對點焊鉗與電焊槍的TCP點，在相應的機器人結構中都作了規(guī)定）的運動軌跡是多個關節(jié)伺服系統(tǒng)協(xié)同動作的結果。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)的帶內置回轉擺動軸的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、相關軸的容許轉距、相關軸的容許慣性力矩等。一種典型的6關節(jié)型工業(yè)機器人的關節(jié)運動參數(shù)的量值見表。

可以看出：6關節(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：重復定位精度和負載重量。