摘要：該文以最常用的關節型六自由度焊接機器人為例，概述了控制系統的結構組成，強調闡明焊接系統與焊接參量與通用關節型機器人的實用計算機接口，并對現代焊接機器人的人機界面做了綜合性的簡介。
關鍵詞：關節型通用機器人；運動自由度；焊接系統接口；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維護焊接機器人，必須對焊接機器人的運動控制系統有一定層次的了解。

焊接機器人是裝上了焊鉗或各種焊槍的工業機器人。工業機器人的運動控制系統涉及數學、自動控制理論等，內容很多。要在較短的篇幅中，全面而系統地介紹工業機器人的運動控制系統，實在是非工業機器人控制專業人員所能及的事情，因此，本章內容是從焊接機器人的用戶角度出發，盡量以圖代解、簡明地闡述有關機器人運動控制系統（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關節型（也稱6軸）工業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構成，亦即討論典型6關節工業機器人的運動系統構成。顧名思義，典型6關節工業機器人有6個可活動的關節，每個關節的運動名稱都有定義，在圖2中，給出了典型6關節工業機器人各關節的編號與動作狀態（編號后面的英文大寫字母就是規定動作英文名稱的第一個字母），每個關節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。機器人最后“手”關節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定）的運動軌跡是多個關節伺服系統協同動作的結果。而機器人運動控制系統（ 器）的作用就是如何根據編程指令來指揮控制6個伺服電（動）機協同動作，以完成工具中心點所要求實現的運動軌跡。

圖2 新開發的帶內置回轉擺動軸的FlexTorch機器人焊槍系統

1.2 焊接機器人的運動軸參數

焊接機器人的運動軸參數主要包括：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關節型工業機器人的關節運動參數的量值見表。

可以看出：6關節型工業機器人的運動軸參數不僅涉及各軸本身，也最終決定整臺工業機器人的性能。其中，最重要的性能指標是：重復定位精度和負載重量。