焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，由于焊接过程中，工件有加工误差、热变形、定位误差等各种影响因素，导致焊接质量下降，为保证焊接的可靠性，必须要进行焊缝的自动跟踪。核心是开发离性能的传感器和有效的控制方法，近年来，CCO传感器和旋转电弧传感器已成为两大主流传感器；模糊控制和及其与神经网络、PIO结合的智能控制方法已成为主要的控制方法。
本文介绍适用于大型水平工件(包括小坡度工件)焊接的轮式爬行机器人的构成及相关的控制方法。
1、焊接机器人的系统构成
1.1硬件构成
机器人系统由小车军体、控制系统、信号采集及检测电路、交直流电源四部份组成，配上直流弧焊电源、送丝机和保护气体后就组成了一个完整的焊接机器人系统。
机器人本体包括移动小车、十字滑块及相应的电机。机器人本体是一个基于汽车原理的运动机构，同时承担负重功能。二个前轮由步进电机驱动，负责转向：二个后轮由交流伺服电机驱动，提供整个系统前进的动力；十字滑块曲直流伺服电机驱动且配有限位开关。线性滑轨和滚珠丝杆完成垂直方向和水平方向的精确运动，可元级调速，有一定的负重能力和越位保护功能，能够承载20kg的重量，能带着焊枪快速移动，最高速度大于100mm/s同时十字滑快的行程大于60mm，从而保证整个系统在相当区域内有良好的动态响应。
控制系统由研祥EVOC工业控制计算机、GT-400-SVPCI运动控制卡、maxon直流伺服电机控制器、松下交流伺服电机控制器MSOA043A1A、美国IM483混合式步进电机控制器，恒速旋转控制卡、送丝控制继电器组成。研祥工控机为Pentium N2.4.512M内存，基于PICMG总线的卡式计算机，其内装有AC1820AA/D高速数据采集卡和GT_400_sv_PCI运动控制卡。
信号采集系统及控制接口电路，ISA总线的C1820AA/D采集卡、YOH-HTD-7-300A霍尔电流传感器组成。
控制电源及变压器：包括直流5V、12V和交流24V几个电压等级。
机器人小车、十字滑块及各控制卡在工控机的统一协调下，构成一个有机整体，实物见图1。
图1 机器人
焊接电源和信号的检测及相关的控制部件组成电弧传感系统，包括焊炬、直流焊接电源、霍尔电流传感器、AID采样器件、滤波和转速控制电路。它是整个系统的关键，完成测位、旋转伺服控制和电流采样的功能。为了确定焊炬旋转时所处的位置及旋转速度，在旋转电机中装有一个同铀的光电码盘，其外圈有64个矩形槽、内圈有1个矩形槽，当电机运转时，矩形槽交替地阻挡和允许从光电管中的发光管通往光敏接受管的光路，光敏管输出脉冲信号，反映旋转的瞬时位置，用作AID采样的触发脉冲。
