機械化機器人焊接管理技術研究

胡志斌，盧 燕.濟南時代新紀元科技有限公司，山東濟南 50000.濟南斯托伯格機械設備有限公司，山東濟南 50000

機械化機器人焊接管理技術研究

胡志斌1，盧 燕2
1.濟南時代新紀元科技有限公司，山東濟南 250000
2.濟南斯托伯格機械設備有限公司，山東濟南 250000

隨著信息技術與科學技術的發展，傳統的手工焊接技術已無法滿足現代化高新技術產品制造的數量與質量上的需求。新形勢下的焊接技術已朝著焊接自動化的方向發展，由此可見，當前研究機械化機器人焊接管理技術已具有了十分重要的現實意義。本文分析了焊接機器人管理技術的發展歷史，并對焊接機器人的工作原理及發展趨勢進行了重點闡述。

機械化；機器人；焊接管理技術；策略

一直以來，焊接在制造業中都扮演著至關重要的角色，而且隨著科學技術的發展，焊接技術在現代工業中的作用已十分凸顯。科技革命以來，我國的科學技術順應時代的發展潮流，在不斷的變化著，這一發展背景下，自然離不開高質量產品的支持。傳統的焊接技術已不適合時代發展的需求，焊接技術必須要達到高效精準的要求，才能發展的更加長遠。

1 我國機械化機器人焊接管理技術的發展歷史

從整體上看，我國機械化機器人焊接管理技術的發展步伐要晚于美國與日本，我國最早的機械化機器人焊接管理技術始于20世紀70年代，最初是由大學與科研院所自發研制而成的。直到20世紀80年代中期，我國都沒有一臺工業機器人出現，然而同一時期，國外的工業機器人已經是一個比較成熟的工業產品，突出體現在汽車行業中，焊接管理技術在汽車行業上的運用是十分廣泛的。20世紀80年代之后，受國際形勢的影響，我國將工業機器人的開發與運用列入了發展計劃，對工業機器人的發展投入了很多資金，將應用作為了工業機械化的重要考核內容，如此一來，就將機器人技術與廣大的用戶緊密結合起來，為推動我國機械工業的發展奠定了堅實有效的基礎。經過幾十年的努力，我國在焊接管理技術方面取得了許多優秀的發展成果，基礎技術、控制技術以及核心技術上都有了重大的突破與進展，機械機器人焊接管理技術已由試用階段步入了使用化階段，與此同時，焊接領域中又形成了點焊以及弧焊機器人等一系列的產品，這是機械化機器人焊接管理技術上的一大突破。

2 焊接機器人的工作原理

焊接機器人在現代化工業中的運用已十分普遍，為現代工業的持續發展做出了突出的貢獻。焊接機器人正常運行的中樞往往是控制柜中的計算機系統，這一系統對于控制整個流程的工作發揮著無可替代的作用。焊接機器人工作站往往通過計算機系統發揮重要作用，實現對焊接、焊縫以及焊接動態過程的智能傳感，而且能夠根據所傳感的信息對復雜的空間曲線焊縫實施動態化的監控與限制，實現焊槍的規范化運行，一定程度上也能夠實現智能化控制。焊接工作是一項復雜的工作，其焊接工藝與焊接環境具有多樣性與復雜性，焊接機器人在進行工作之前，應對相配套的焊接路徑與焊接參數有一個整體的了解，在此基礎上開展作業。此外，需要我們深刻意識到的一點是相應的管理者應建立一套計算機軟件系統，運用該軟件對焊縫的空間以及焊縫的連接軌跡、焊槍的姿態進行合理的規劃設計，以求使用焊接工藝來優化整個焊接參數，為實現焊接機器人的良好運作提供有益的借鑒。

3 機械化機器人焊接管理技術的發展趨勢

3.1 虛擬現實技術

隨著科學技術的快速發展，未來機械化機器人焊接管理技術會朝著虛擬現實的方向發展，所謂的虛擬現實技術主要包括3D電腦圖形學技術、多功能傳感器的交互接口技術以及高清顯示技術等，這一系列技術的出現都會推動機械化機器人焊接技術朝著更高的平臺發展。在信息化技術的推動下，機械化機器人焊接技術將會實現空間上與時間上的分解組合，此技術能夠實現臨場感通訊以及遙控機器人，對于焊接質量的提升有著十分重要的意義。虛擬現實技術還能夠被應用于焊接過程的模擬，如此一來，我們就能夠實現焊接技術與電腦控制的優化發展，為實現高效率的焊接管理提供有益的借鑒。數字化的操作對于實際指導焊接工作有著十分重要的意義，對于及時了解焊接管理現狀具有指導意義。虛擬現實技術還能夠使得廣大的用戶在焊接之前就能夠充分了解未來產品的情況，從而達到進一步預測生產系統性能的有效成果。另外，需要我們深刻認識到的一點是在實際生產之前就進行仿真實驗，以便做到多種工藝的對比優化，為選出最合理的焊接工藝提供有益借鑒。

3.2 仿真技術

機械化機器人焊接管理技術是一種多自由度、多連桿的復雜空間結構體，對此結構體的研制與試驗必然會涉及到物理學、動力學、機械學等知識。我們需要明確

的一點是復雜的空間結構體一定程度上也會使得動力學與運動學的問題趨于復雜化，有時很難進行計算。這就需要借助機器人，如若不利用機器人作為仿真對象，而僅僅依靠焊接機械手來加以代替，那么工作的效率勢必不高，仿真技術的運用不僅能夠減少人工壓力，而且可以使用電腦圖形技術在電腦中形成相應的幾何技術，并加以演示，實現高效率運作。

3.3 多傳感器信息智能融合技術

新形勢下，隨著信息技術與科學技術的發展，傳感器的種類與數量越來越多地使用在機器人系統中，為現代工業的發展做出了杰出貢獻。一大批新式的多傳感器得到了廣泛應用，像超聲波觸覺傳感器、靜電電容式距離傳感器等。這些傳感器的使用改變了傳統的單一傳感器為主的時代。如今，焊接機器人在運作的過程中還會采用傳感器信息智能融合技術，此項技術可以對多種信息進行綜合化處理，而且能夠通過這些信息理解正確的環境，從而使得機器人系統能夠更好的獲得與處理各種信息。

4 機械化機器人焊接管理技術在我國的運用

從整體上看，我國焊接機器人的運用大多集中在汽車行業、工程機械行業以及鐵路機車行業，其中汽車行業是焊接機器人的最大用戶，同時也是最早的用戶，僅僅是汽車制造與汽車零部件生產企業中的焊接機器人就占所有焊接機器人的70%多，可見焊接機器人在汽車行業中的運用是十分廣泛的。對汽車行業的焊接機器人進行分析，我們可以看到點焊機器人與弧焊機器人的比例是3:2，研究現狀表明，當前很多行業大多是以弧焊機器人為主的。20世紀90年代時，我國引進了先進的技術與生產設備，這些都使我國的汽車制造水平達到了前所未有的水平，與此同時，國外的焊接機器人在我國引入，與我國當前的焊接水平進行了融合，促進了我國焊接管理水平的有效提升。

5 結論

一直以來，焊接機器人管理技術在工業中都扮演著至關重要的角色，未來焊接機器人還會繼續扮演重要的角色。新形勢下，我們應充分認識到焊接機器人管理技術的重要性，不斷引進先進的技術與管理經驗，為提升我國的焊接機器人管理水平奠定堅實的基礎。

［1］許燕玲，林濤.焊接機器人應用現狀與研究發展趨勢［J］.金屬加工，2010（8）：32-36.

［2］解生冕.機器人雙絲共熔化池脈沖MAC高速焊接協同控制模式熔滴過渡行為研究［D］.廣州：華南理工大學，2012-09-11.

［3］王田苗，陶永.服務機器人技術研究現狀與發展趨勢.中國科學：信息科學，2012（9）：1049-1066.

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