弧焊机器人系统主要由以下几个部分构成：

一、机器人本体

机械结构

多关节型结构：弧焊机器人通常采用多关节型机械臂，一般具有 6 个关节，这种结构类似于人的手臂，能够灵活地在三维空间内运动。关节的运动范围和精度决定了机器人的工作空间和操作精度。例如，其末端执行器（通常为焊枪）能够到达的工作区域呈球形或类球形空间，并且每个关节的运动精度可以达到 ±0.05mm 甚至更高，以确保焊接轨迹的准确性。

负载能力：弧焊机器人本体的负载能力相对较小，主要是因为弧焊过程中焊枪的重量较轻。一般负载能力在 6 - 10kg 左右，足以承载弧焊所需的焊枪、送丝机构以及相关的小型辅助设备。

驱动系统

电机驱动：采用伺服电机作为驱动源。伺服电机具有高精度、高响应速度和良好的可控性等特点。在弧焊机器人中，伺服电机能够根据控制系统的指令精确地控制各关节的角度和运动速度。例如，在焊接曲线焊缝时，伺服电机可以快速、准确地调整机械臂关节的运动，使焊枪沿着预定的焊缝轨迹运动，速度控制精度可以达到 ±1mm/s。

二、弧焊设备

焊接电源

弧焊机器人常用的焊接电源类型包括弧焊变压器、弧焊整流器和弧焊逆变器等。

弧焊逆变器具有体积小、重量轻、效率高和焊接性能好等优点，是目前弧焊机器人系统中较为常用的焊接电源。其输出电流和电压可以根据焊接工艺要求进行精确调节，例如在进行薄钢板的弧焊时，可以将输出电流调节在几十安培，电压调节在十几伏特；而对于厚钢板焊接，电流可调节到几百安培，电压相应提高到几十伏特。

送丝机构

送丝机构负责将焊丝按照预定的速度和方向输送到焊接区域。它包括送丝电机、送丝轮、导丝管等部件。

送丝电机的转速决定了送丝速度，送丝速度根据焊接工艺参数进行设定。例如在熔化极气体保护弧焊（MIG/MAG）中，送丝速度通常在 2 - 20m/min 之间。送丝轮的设计要确保能够稳定地夹持和输送焊丝，并且不会对焊丝造成过度挤压或划伤。导丝管则引导焊丝从送丝机构准确地到达焊枪的末端。

焊枪

焊枪是弧焊机器人的焊接执行部件。根据焊接方法的不同，有气保焊焊枪、氩弧焊焊枪等。

气保焊焊枪内部设有导电嘴、保护气通道等结构。导电嘴用于传导焊接电流至焊丝，其内径要与焊丝直径相匹配，以保证良好的导电性。保护气通道将保护气体（如二氧化碳、氩气等）输送到焊接区域，防止焊接熔池被氧化。氩弧焊焊枪除了具备类似的结构外，还需要考虑氩气的稳定供给和防止钨极污染等问题。

三、控制系统

机器人运动控制

控制系统通过编程来控制机器人本体的运动。操作人员可以使用示教编程或离线编程的方式来设定机器人的运动轨迹。

示教编程是通过人工手动操作机器人的关节，使机器人的焊枪沿着期望的焊接轨迹运动，同时记录下各个关节的运动参数，这种方法简单直观，适用于简单焊缝的编程。离线编程则是在计算机软件环境下，根据焊接工件的三维模型和焊接工艺要求，预先规划好机器人的运动轨迹，然后将程序下载到机器人控制系统中，这种方法适用于复杂焊缝和批量生产的情况。

焊接参数控制

控制系统能够对焊接电源、送丝机构等弧焊设备的参数进行统一管理和控制。例如，在焊接过程中，根据焊缝的位置、长度、厚度等因素，实时调整焊接电流、电压、送丝速度、保护气体流量等焊接参数，以确保焊接质量的一致性。

四、传感系统

接触式传感

接触式传感器安装在焊枪上，通过与焊接工件表面接触来获取焊缝的位置信息。例如，当焊枪前端的触针接触到工件表面时，传感器会检测到触针的偏移量，从而确定焊缝的位置，这种传感方式精度较高，但可能会对工件表面造成一定的划伤。

非接触式传感

非接触式传感器包括视觉传感器、激光传感器等。

视觉传感器利用摄像头采集焊接工件表面的图像信息，通过图像处理算法来识别焊缝的位置、形状和宽度等参数。这种传感器能够在不接触工件的情况下获取大量的焊缝信息，并且可以对焊缝进行实时监测。

激光传感器通过发射激光束并检测反射光的特性来确定焊缝的位置和形状。激光传感器具有较高的精度和响应速度，在高速焊接过程中能够准确地跟踪焊缝。