一、機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)
機(jī)械技術(shù)就是關(guān)于焊接機(jī)械的機(jī)構(gòu)以及利用這些機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動的技術(shù)。在焊接自動化中，焊接機(jī)械裝置主要由焊接操作機(jī)、焊接滾輪架、焊接變位機(jī)、焊接工裝夾具、工件輸送裝置、自動焊機(jī)構(gòu)以及特種焊槍等組成。焊接機(jī)械技術(shù)就是根據(jù)焊接工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接工藝過程的要求應(yīng)用經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝，借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，設(shè)計(jì)并制造出先進(jìn)、合理的焊接裝置，實(shí)現(xiàn)自動焊接過程中的機(jī)構(gòu)運(yùn)動。
1、焊接操作機(jī)
一種將機(jī)頭或焊槍送到并保持在待焊位置，或以設(shè)定的焊接速度沿規(guī)定的軌跡移動焊槍的裝置。它通常與滾輪架或者變位機(jī)等組合，可對工件的內(nèi)外環(huán)縫、角焊縫、內(nèi)外縱縫進(jìn)行自動焊接的專用設(shè)備。
根據(jù)用戶的需求可配套各種類型的焊機(jī)，同時(shí)增加跟蹤、擺動、監(jiān)控、焊劑回收輸送等輔助功能，還可以加裝載人座椅、內(nèi)伸縮臂和維護(hù)走臺等。
2、焊接滾輪架
焊接滾輪架借助焊件與主動滾輪間的摩擦力來帶動圓筒形（或圓錐形）焊件旋轉(zhuǎn)的一種焊接輔助設(shè)備，常用于圓筒類工件內(nèi)外環(huán)縫和內(nèi)外縱縫的焊接，主要由底座、主動滾輪、從動滾輪、支架、傳動裝置、動力裝置驅(qū)動等組成。
傳動裝置驅(qū)動主動滾輪，利用主動滾輪與圓筒類工件之間的摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)變位，可實(shí)現(xiàn)工件的內(nèi)外環(huán)縫和內(nèi)外縱縫的水平位置焊接，配套自動焊接設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動焊接，能大大提高焊縫質(zhì)量，減輕勞動強(qiáng)度，提高工作效率。焊接滾輪架還可配合手工焊或作為檢測、裝配圓筒體工件的設(shè)備。
3、焊接變位機(jī)
焊接變位機(jī)是將工件回轉(zhuǎn)、傾斜，使工件上的焊縫置于有利施焊位置的焊件變位機(jī)械。它主要用于機(jī)架、機(jī)座、法蘭、封頭等非長形工件的翻轉(zhuǎn)變位和焊接，也可用于裝配、切割、檢驗(yàn)等。
4、專用焊接工裝夾具
焊接工裝夾具是一種工藝裝備，它可將焊件或者焊槍準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，便于焊件裝配和焊接，保證焊件結(jié)構(gòu)精度。在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、減輕工人勞動強(qiáng)度、加速焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動化進(jìn)程等方面有非常重要的意義。
在焊接生產(chǎn)過程中，焊接所需要的工時(shí)較少，全部加工工時(shí)的2/3以上的時(shí)間是用于備料、裝配及其他輔助的工作。這極大地影響著焊接的生產(chǎn)速度。因此，必須大力推廣使用機(jī)械化和自動化程度較高的裝配焊接工藝裝備。
5、特種焊槍的設(shè)計(jì)
針對特定的焊接場合或者特殊的焊接要求，需要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)焊槍的特種焊槍，它同樣需要滿足導(dǎo)氣、導(dǎo)電、絕緣、通水、送絲等基本功能。
二、焊縫跟蹤技術(shù)
焊縫跟蹤技術(shù)可以補(bǔ)償由工件的尺寸偏差和焊接夾具的裝夾誤差帶來的焊縫位置的不一致或變形。它滿足了弧焊工藝對焊件位置與焊縫位置的精度要求。
焊縫跟蹤是由傳感器和隨動機(jī)構(gòu)組成，從控制系統(tǒng)看，它以焊槍相對于坡口位置的偏差作為被調(diào)整量。
1、電弧自身傳感
電弧傳感器的基本原理是利用焊炬與工件之間距離變化引起的焊接參數(shù)變化來探測焊炬高度和橫向偏差。它的設(shè)計(jì)核心是如何從焊接電弧信號中提取出能夠?qū)崟r(shí)并準(zhǔn)確反映焊炬與焊縫的偏移變化信號。
電弧傳感器作為一種實(shí)時(shí)傳感的器件。與其它類型的傳感器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低和響應(yīng)快等特點(diǎn)，是焊接傳感器的一個(gè)重要的發(fā)展方向，具有強(qiáng)大的生命力和應(yīng)用前景，主要應(yīng)用在弧焊機(jī)器人和剛性自動焊上。
TIG焊時(shí)，當(dāng)弧長變化時(shí)，電弧電壓變化明顯，可將電弧電壓作為控制量，這種方式稱為AVC。
熔化極氣體保護(hù)焊時(shí)，當(dāng)弧長變化時(shí)，焊接電流變化明顯，可將焊接電流作為控制量。
2、激光跟蹤
利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光發(fā)射器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，具有速度快、精度高、量程大、光斑小、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
工作原理是由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。
3、機(jī)械式跟蹤
機(jī)械跟蹤屬于一種接觸式傳感器，它依靠導(dǎo)桿或者導(dǎo)輪在焊縫前方檢測焊縫位置。它分為機(jī)械式和電子式，前者靠焊縫形狀對導(dǎo)輪的強(qiáng)制力來導(dǎo)向，后者當(dāng)焊槍位置發(fā)生偏差時(shí)，導(dǎo)桿或者導(dǎo)輪能經(jīng)過電子裝置發(fā)出偏差的大小和方向等信號，控制器將發(fā)出執(zhí)行指令來修正焊槍的位置。
機(jī)械跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠、維護(hù)方便，已經(jīng)成功地應(yīng)用到焊接生產(chǎn)中。
三、伺服驅(qū)動技術(shù)
伺服驅(qū)動是以速度、加速度和位置為控制對象，在命令脈沖的作用下，控制執(zhí)行元件工作，使機(jī)械運(yùn)動部件按照控制命令的要求進(jìn)行高精度動作。
伺服驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：良好的動態(tài)特性；扭矩大、體積小、重量輕；過載能力強(qiáng)；高精度、高可靠性； 便于計(jì)算機(jī)控制。
四、系統(tǒng)集成技術(shù)
焊接自動化系統(tǒng)的集成化技術(shù)包括硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)集成、功能集成和控制技術(shù)集成。現(xiàn)代焊接自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同用戶對系統(tǒng)功能的要求，進(jìn)行模塊的組合。同時(shí)其控制功能也采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶需要，可以提供不同的控制軟件模塊，提供不同的控制功能。
例如，時(shí)代帶極堆焊中央控制器能夠控制操作機(jī)的所有動作、滾輪架或變位機(jī)的動作、焊接時(shí)序、焊劑輸送回收機(jī)、水箱、磁控裝置、機(jī)頭滑板等。它具有自動變道、自動調(diào)速、自診斷等功能。