因為采用獨立且反應(yīng)靈敏的系統(tǒng)可以提高生產(chǎn)率，并能降低企業(yè)的單件產(chǎn)品成本，所以目前使用工業(yè)機器人已成為一種趨勢。由一種自動化裝置連接上一個獨立的Ethercat計算機輔助設(shè)計的機器人進行焊接作業(yè)，提高了焊接作業(yè)的經(jīng)濟性。

美國得克薩斯州休斯敦的ARC公司是生產(chǎn)焊接與切割裝置的專家，該公司的產(chǎn)品多達90%用于油及天然氣工業(yè)，其用戶分布在世界各地。ARC公司生產(chǎn)的自動化焊接與切割裝置采用了市場上普及的標(biāo)準型計算機輔助設(shè)計技術(shù)，該技術(shù)可確保長期使用。而與之相反，在選擇設(shè)備的控制裝置時，ARC 公司為了競爭的需要，絕大多數(shù)采用斷開式控制系統(tǒng)。原因是該控制系統(tǒng)是一個獨特的設(shè)計方案，在之后的保養(yǎng)維修階段很少出現(xiàn)問題，ARC公司對此深信不疑。

很長一段時間以來，ARC公司無數(shù)的用戶在使用公司的等離子焊接裝置。等離子焊接法與激光焊接法相比很經(jīng)濟，但缺點是在短短的焊接作業(yè)周期時間內(nèi)，僅使用激光焊接法還達不到要求。其原因是，使用傳統(tǒng)的等離子焊接裝置雖然焊接質(zhì)量高，但是與使用激光焊接裝置相比，等離子焊接作業(yè)非常慢，作業(yè)時要求有一個較高的熱輸入。

圖1 ARC-11-RB 型焊接機器人是一臺用于組裝和液體清洗設(shè)備的自動化焊接機器人

為了提高等離子焊接的效率，ARC公司在自己的實驗室研發(fā)出了新的焊接方法，即三重脈沖焊接法。這種新的焊接法在著名的鎢惰氣焊接法的基礎(chǔ)上研發(fā)而來。三重脈沖焊接法的基本思想是基于使用三種不同強度的電流，以達到在產(chǎn)生微弱熱能的情況下，能夠有較高的熱傳遞速度。使用這種方法可以使等離子焊接裝置達到激光焊接裝置相類似的焊接效率，同時又很經(jīng)濟。

應(yīng)得克薩斯州的一個大用戶委托，ARC 公司研發(fā)出用來安裝液體清洗設(shè)備的ARC-11 RB自動化焊接機器人（圖1）。為此，三重脈沖焊接法焊接裝置首次實現(xiàn)了集成化。ARC-11 RB自動化焊接機器人裝置裝備有Beckhoff公司CX1010型嵌入式PC和控制裝置Twincat NC PTP（圖2），其軟件系統(tǒng)采用WINOOWs XP。該嵌入式PC結(jié)構(gòu)緊湊，布置在一個箱子里，用來控制整個焊接裝置，還包括控制車間里的門架式起重機、機器人功能、操作工作面、感應(yīng)式加熱部件、焊接工件運送裝置以及所有使用壓縮空氣作業(yè)的部件。

圖2 Beckhoff公司裝有Twincat NC PTP軟件的CX1010型嵌入式PC控制ARC-11-RB焊接作業(yè)全過程

由于采用了上述技術(shù)，加快了整個焊接作業(yè)過程，并實現(xiàn)了整個焊接作業(yè)的各個步驟的自動化。整個焊接作業(yè)的步驟為：車間內(nèi)的門架式起重機提升切割成額定長度的管子，將其送入一個張緊裝置內(nèi)（圖3）。

與此同時，焊接機器人從傳送帶上抓起一個終端環(huán)并將其放入第二套拉桿對內(nèi)進行定位（圖4）。