焊接机器人的应用技术分析

焊接机器人的应用技术分析

尤尧

山重建机有限公司    山东省临沂市    276000

摘要：焊接被誉为工业“裁缝”，在现代工业生产中占据着相当重要的地位，有关研究数据表明，全世界在使用的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，时至今日其技术己相当成熟，其发展水平已成为衡量一个国家技术发展程度的重要标志之一。焊接机器人的应用，改善了劳动环境、减轻劳动强度、焊接性能可靠、稳定产品质量、提高升产效率，大大提升了产品焊接质量，它实现了焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化。

关键词：焊接机器人；应用进展

引言

我国社会经济快速发展，随着行业转型，制造业已经不再以廉价劳动力为价值支撑，劳动成本有所提升。焊接在钢结构组装中发挥重要作用，是当前工业生产的重要加工手段，焊接质量对钢结构及其附属产品质量发挥重要作用，焊接随着作业过程中出现的烟尘、弧光、飞溅的金属沫等污染物影响环境较差。因此，应采取智能焊接技术，优化技术水平，提高操作的精准性。

1智能化焊接机器人的发展需求分析

1.1国内外智能焊接机器人发展现状

传统的焊接机器人是基于生产线操作而产生的，因为流水线作业的焊接动作是可重复的，采用机器人操作可以降低人工操作的不规范性，大幅度提高产品的质量和精度，实现安全的标准化生产。焊接机器人技术经过几代的发展，已经有了电阻点焊、电弧焊、激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等多种焊接机器人，其控制形式也由最初的单一控制发展到多机器人多轴同步控制。不同于传统的生产线，在工业4.0时代，要求机器人具有自主学习能力，并能够感知和适应周围的不同环境，将视觉图像反馈到本体控制中，适应未来小批量的焊接工作，这使得焊接机器人的智能化成为未来的核心问题。目前德国的KUKA、CLOOS，瑞典的ABB，日本的安川、OTC、松下、FANUC、川崎，美国的AdeptTechnology，意大利的COMAU和奥地利IGM是国际领先技术的代表。中国的智能技术相对落后，传感器及元器件、谐波减速器、伺服电机、信息处理技术等核心零部件还严重依赖进口，广州数控和新松机器人是国内领先技术。

1.2焊接机器人智能化发展需求

目前，全自主智能机器人还未实现，因为机构、控制、传感器以及人工智能目前的技术还不足以支撑。但是远程遥控和智能运行的机器人已经成为可能，通过可视化技术可以实现在极限环境下的作业。在航空航天技术飞速发展的今天，我们迫切需要空间焊接技术，同时，海洋能源的开发要求水下智能焊接机器人的存在，同样核电机组等恶劣环境也需要智能焊接机器人自主作业。在水下等复杂环境下，机器人不仅要具备焊接能力，还应具备发现焊缝自行检测的能力，能够监视工作空间，自主判断环境的变化。现阶段，无线网络技术的发展使机器人的移动化成为可能，在视觉处理、信息融合、规划决策和自动驾驶技术已经较为完善的今天，多机器人可以实现协调作业。

2 焊接机器人在应用过程中涉及的技术

2.1 仿真模拟技术

利用焊接机器人进行相关焊接工作时，相关工作人员利用先进的技术时，还需要使用焊枪轨迹模拟方法寻找到更为准确的焊接初始点。利用这一技术，机器人在实际工作过程中拥有非常高的智能化特点，能够准确将障碍物与焊缝识别出来，如此在焊接工作上会拥有非常高的质量。根据焊接工作的具体情况来看，最为重要的便是所使用的技术需要突破原本的核心要点，使得所有相关工作在不断展开过程中能够拥有更高的效率，促使看起来十分复杂的工作能够得以顺利展开，从而高质量、高效率的完成焊接工作，有利于焊接行业未来发展[3]。所以，仿真模拟技术在焊接机器人中是非常重要的，充分利用此项技术，发挥其本身的作用。

2.2 焊缝识别技术

对焊接机器人在正式执行相关任务前，应当对焊接的目标、形态以及构造等方面进行分析，以便准确找到与识别出焊缝所处的位置，如此便能够有效提升焊接技术本身的质量。如果想要让机器人在工作上具有更高的质量，那么技术人员要在焊接机器人实际运行时寻找到所有焊接点，以便将其后续工作的实施路径更为精准地计算出来，促使焊接工作能够得以更好展开。根据目前情况来看，当下我国所使用的焊接机器人是不能实现对焊缝的精准定位，还是工作人员通过肉眼对焊缝进行观察，如此则造成很多焊缝无法在焊接过程中让其保持完整性，造成焊接工作本身质量并不高，这便无法提高焊接机器人在焊缝寻找上的精确度。由此能够看出来，焊缝识别技术在未来还有很长的道路需要走，相关研究人员应当加强在此方面上的研究，促使焊缝识别技术能够在焊接机器人上充分发挥自身的作用。

2.3传感器技术在机器人方面应用

当前，机器人技术逐渐向智能化和人机交互技术的方向发展，然而，机器人要实现完全智能化，则应具备感知、思维和决策能力，传感器技术是其先决条件。传感器技术在机器人领域的应用较为广泛，智能机器人只有与传感器技术结合，才具备对外界的感知能力，从而可以获取外界信号数据。机器人在获取外界信号的前提条件下，其控制系统在各种算法的支配下具备一定的判断、分析和决策能力，从而保证机器人能独立完成某项任务，实现机器人技术的智能化。

2.4 装配技术机器人

自动装配行业中的工业机器人技术在具体实现过程中，具有一定的综合性特点，其集成微电子技术、控制技术、信息技术和传感技术等，在装配机器人在具体操作过程中，可以按照系统指令的下达精准的将机器人终端操控部件定位到空间中，然后结合后续信息参数的下达完成装配工作。PC自动化平台在此过程中的应用，主要是通过控制模块的实现，将装配机器人在实际操作过程中所产生的信息，通过平台反馈到主系统中，令系统解析出当前装配模式所呈现出的参数特性与整个系统预期设定的参数是否符合。然后通过相关参数的更改解析出不同操控模式下，机器人本身的运行路径是否精准的契合到整个装配工序中。

结语

我国工业机器人产业大而不强，机器人密度远小于韩国、日本、德国、美国，核心技术也不具备，国产智能机器人亟待自强。要发展焊接机器人技术，一方面要依赖国内庞大的市场需求，另一方面要不断开发核心技术，提升机器人寿命、精度、质量。同时，要多利用现有市场上的技术，不断创新。

参考文献：

[1]王喜文.新工业革命背景下的“中国制造2025”［J］．中国发展观察，2015，127（7）：17－20.

[2]吕超荣.焊接机器人技术现状与发展趋势的研究［J］．机械工程师，2015，（05）：162－163

[3]王恩浩.焊接机器人技术现状与发展趋势［J］．中国高新技术企业，2014，296（17）：1－2.