焊接機器人系統由機械臂、控制器、驅動器、示教盒、焊機、定位器、轉臺、焊接夾具、安全裝置等外圍設備組成。(圖)對于電機驅動的機器人，控制器和驅動器通常安裝在控制箱中；智能機器人還應該有傳感系統，如激光或相機傳感器及其控制裝置。

1)機器人手臂

手臂又稱機械手，是機器人的操作部分，直接驅動末端執行器實現各種運動和操作。其結構形式多樣，完全取決于任務要求，目標是高精度、高速度、高靈活性、大工作空間和模塊化。其主要結構形式為機床式，常用于簡易和特種焊接機器人；全關節型，其位置和姿態均由旋轉運動實現，是目前的主要機械手；平面關節型廣泛應用于裝配機器人中，除了上下運動由直線運動組成外，其余均由旋轉運動組成。

2)駕駛員

由于大多數焊接機器人由伺服電機驅動，下面介紹四種常用的電機驅動器。步進電機驅動器，使用步進電機特別是細分步進電機作為驅動源，一般為開環控制，多用于經濟型工業機器；DC伺服電機系統可實現位置、速度、加速度三閉環控制，精度高、速度范圍寬、動態性能好。交流電機伺服系統驅動器采用交流伺服電機系統，具有DC伺服系統的所有優點。由于交流電機沒有碳刷，動態特性好，新機器人不僅事故率低，而且免維護時間大大增加，加速(減速)速度快，正在機器人中推廣采用。直驅電機驅動器是一種新開發的機器人驅動器。直驅電機在低速時仍能輸出穩定的功率和較高的動態品質，省去了減速機構，直接驅動關節，既簡化了機構，又提高了效率。是機器人驅動的發展方向。機器人的驅動器布局采用一個關節和一個驅動器。驅動器的基本部件有:電源、功放板、伺服控制板、電機、測角儀、速度計和制動器。機器人驅動器是一個要求很高的驅動系統，它既保證了提供足夠的動力來驅動機器人手臂的關節，又實現了快速頻繁的啟停。精確的定位和移動。這就需要三個閉環運動，包括位置閉環、速度閉環和加速度閉環。因此，高精度角度和速度傳感器安裝在驅動器中。同時，為了保護電機和電路，需要電流閉環。

3)控制器

控制器是機器人的核心部件，它完成機器人的所有信息處理和機械臂的運動控制。大多數焊接機器人控制器采用兩級計算機結構，虛線框為一級計算機，其任務是規劃和管理。機器人處于示教狀態時，從示教系統接收各示教點的位置和姿態信息、運動參數和工藝參數，并通過計算將各點的示教(關節)坐標值轉換為直角坐標值，存儲在計算機內存中。機器人再現狀態時，從存儲器中逐點檢索其位置和姿態坐標值，按照一定的時間節拍(也稱采樣周期)對其進行循環或線性插值運算，計算出每個插值點的位置和姿態坐標值，即為路徑規劃生成。然后逐點將每個插值點的位置和姿態坐標值轉換成關節坐標值，分配給每個關節。這是一級計算機的規劃過程。二級計算機是執行計算機，其任務是閉環控制伺服電機。從一級計算機接收到每個關節的預期位置和姿態后，再次進行均勻細分，以使軌跡更加平滑。然后將各關節下一步的期望值逐點發送給驅動電機，同時檢測光電編碼器信號，直至準確到位。以上都是實時過程，上述大量操作必須在控制過程中完成。

4)教學箱

教學箱是人教機器人的人機界面。目前，人們教機器人的方式有三種:手把手教學，又稱全程教學，即人們握住機器人手臂的末端，驅動機器人根據實際任務進行操作；示教盒教學，即由一個人操作機器人通過示教盒進行教學，這是目前焊接機器人采用的最常用的機器人教學方式；離線編程教學，即沒有人需要操作機器人進行現場教學，但可以根據圖紙在計算機上編程，然后傳輸給機器人控制器。它具有不占用機器人工作時間、便于優化、更安全等優點，是未來的發展方向。

5)焊接機

一般來說，焊接機器人的焊接機主要是數字焊接機。例如，日本松下焊接機器人的焊接機是松下自己的數字焊接機，并對接口保密。發那科焊接機器人公司使用的焊機是日立公司開發的，并買斷了這種類型的焊機，對接口保密。由于價格和技術問題，國內一些廠家在選擇焊機時采用了靈活的方案。

目前成熟的焊接機器人的執行機構一般采用交流伺服電機驅動的六自由度串聯機器人，工作空間大，轉動靈活，速度快。存在的問題是后級機構放大了關節的誤差。然而，從現有產品來看，這個問題已經通過伺服控制器等控制策略得到了很好的解決。焊接機器人系統由機械臂、控制器、驅動器、示教盒、焊機、定位器、轉臺、焊接夾具、安全裝置等外圍設備組成。(圖)對于電機驅動的機器人，控制器和驅動器通常安裝在控制箱中；智能機器人還應該有傳感系統，如激光或相機傳感器及其控制裝置。

1)機器人手臂

手臂又稱機械手，是機器人的操作部分，直接驅動末端執行器實現各種運動和操作。其結構形式多樣，完全取決于任務要求，目標是高精度、高速度、高靈活性、大工作空間和模塊化。其主要結構形式為機床式，常用于簡易和特種焊接機器人；全關節型，其位置和姿態均由旋轉運動實現，是目前的主要機械手；平面關節型廣泛應用于裝配機器人中，除了上下運動由直線運動組成外，其余均由旋轉運動組成。

2)駕駛員

由于大多數焊接機器人由伺服電機驅動，下面介紹四種常用的電機驅動器。步進電機驅動器，使用步進電機特別是細分步進電機作為驅動源，一般為開環控制，多用于經濟型工業機器；DC伺服電機系統可實現位置、速度、加速度三閉環控制，精度高、速度范圍寬、動態性能好。交流電機伺服系統驅動器采用交流伺服電機系統，具有DC伺服系統的所有優點。由于交流電機沒有碳刷，動態特性好，新機器人不僅事故率低，而且免維護時間大大增加，加速(減速)速度快，正在機器人中推廣采用。直驅電機驅動器是一種新開發的機器人驅動器。直驅電機在低速時仍能輸出穩定的功率和較高的動態品質，省去了減速機構，直接驅動關節，既簡化了機構，又提高了效率。是機器人驅動的發展方向。機器人的驅動器布局采用一個關節和一個驅動器。驅動器的基本部件有:電源、功放板、伺服控制板、電機、測角儀、速度計和制動器。機器人驅動器是一個要求很高的驅動系統，它既保證了提供足夠的動力來驅動機器人手臂的關節，又實現了快速頻繁的啟停。精確的定位和移動。這就需要三個閉環運動，包括位置閉環、速度閉環和加速度閉環。因此，高精度角度和速度傳感器安裝在驅動器中。同時，為了保護電機和電路，需要電流閉環。

3)控制器

控制器是機器人的核心部件，它完成機器人的所有信息處理和機械臂的運動控制。大多數焊接機器人控制器采用兩級計算機結構，虛線框為一級計算機，其任務是規劃和管理。機器人處于示教狀態時，從示教系統接收各示教點的位置和姿態信息、運動參數和工藝參數，并通過計算將各點的示教(關節)坐標值轉換為直角坐標值，存儲在計算機內存中。機器人再現狀態時，從存儲器中逐點檢索其位置和姿態坐標值，按照一定的時間節拍(也稱采樣周期)對其進行循環或線性插值運算，計算出每個插值點的位置和姿態坐標值，即為路徑規劃生成。然后逐點將每個插值點的位置和姿態坐標值轉換成關節坐標值，分配給每個關節。這是一級計算機的規劃過程。二級計算機是執行計算機，其任務是閉環控制伺服電機。從一級計算機接收到每個關節的預期位置和姿態后，再次進行均勻細分，以使軌跡更加平滑。然后將各關節下一步的期望值逐點發送給驅動電機，同時檢測光電編碼器信號，直至準確到位。以上都是實時過程，上述大量操作必須在控制過程中完成。

4)教學箱

教學箱是人教機器人的人機界面。目前，人們教機器人的方式有三種:手把手教學，又稱全程教學，即人們握住機器人手臂的末端，驅動機器人根據實際任務進行操作；示教盒教學，即由一個人操作機器人通過示教盒進行教學，這是目前焊接機器人采用的最常用的機器人教學方式；離線編程教學，即沒有人需要操作機器人進行現場教學，但可以根據圖紙在計算機上編程，然后傳輸給機器人控制器。它具有不占用機器人工作時間、便于優化、更安全等優點，是未來的發展方向。

5)焊接機

一般來說，焊接機器人的焊接機主要是數字焊接機。例如，日本松下焊接機器人的焊接機是松下自己的數字焊接機，并對接口保密。發那科焊接機器人公司使用的焊機是日立公司開發的，并買斷了這種類型的焊機，對接口保密。由于價格和技術問題，國內一些廠家在選擇焊機時采用了靈活的方案。

目前成熟的焊接機器人的執行機構一般采用交流伺服電機驅動的六自由度串聯機器人，工作空間大，轉動靈活，速度快。存在的問題是后級機構放大了關節的誤差。然而，從現有產品來看，這個問題已經通過伺服控制器等控制策略得到了很好的解決。