焊接機器人在機械制造領域中的應用及發展趨勢

郭石榮

摘 要：新常態的背景下，隨著按揭機器人在機械制造領域的應用與發展，給傳統的機械制造企業工藝升級帶來了福音。焊接機器人不僅需要應用到汽車制造業，也會覆蓋其它的機械制造產業。一般的情況下，焊接機器人是在通用工業機器人的基礎上，安裝上某種焊接工具之后，構建而成。在多種任務的前提下，一個機器人可以實現焊接在內的抓物、搬運、安裝、卸料、焊接等多元化任務。機器人完全可以結合實際情況，按照特定的程序，自動更換機器人手腕上的工具，完成所需要的特定任務。因此，探究焊接機器人在機械制造領域當中的應用，占據了不可磨滅的重要地位。

關鍵詞：焊接機器人 機械制造 發展趨勢

一、焊接機器人在機械制造領域中的應用

從一定程度上看，焊接機器人不僅應用于汽車制造業，也呈現到了造船業、軌道交通行業、壓力容器行業、工程機械行業、航空航天行業、農業機械行業等。從焊接的角度進行思考，在焊接加工的過程中，一般情況下，要求焊工具備熟練的操作技能，豐富的實踐經驗，穩定的焊接水平。從另外一個層次上看，焊接是一個勞動條件差，灰塵較多，熱輻射較大，危險性較強的職業。這個時候，就需要使用焊接機器人，來代替這些手工焊接的方式。使用此種方式，不僅可以降低焊工的勞動強度，還可以在標準化的進程中，保證焊接的質量與效率。但是，焊接與其它的工業加工不盡相同，例如：電弧焊的過程中，焊工局部加熱融化或者冷卻的時候，會出現變形的情況，變形以后，焊接軌跡也會出現變化[1]。對于有經驗的焊工，就會根據變化，進行適度的調整。但是，焊接機器人想要適應此種變化，就需要看到這種變化之后，對焊槍的位置進行適度的調節，完成實時性的焊接跟蹤調查。另外，電弧焊在焊接的過程中，很容易發出強烈的光，出現較大的噪音，這樣很可能就會引起焊絲短路。以上的情況，焊接機器人就可以適應此種惡劣的環境。

從機器人呈現到大家的視野當中開始，就經歷了多種發展歷程。焊接機器人的技術水平，控制速度，控制精度，可靠度，也會隨著時間的推移，不斷的提升。然而，焊接機器人的控制成本與價格也會不斷的降低。因此，相關的企業，就可以減少焊接員工，增加焊接機器人的數量，在兩者費用達到一個平衡點的時候，使用機器人進行焊接的方式，就會比人工焊接的方式能夠為企業帶來更大的利潤。不僅可以提升生產設備的自動化水平，還可以提升勞動效率，提高產品質量，提升企業的核心競爭力。雖然焊接機器人在起初的時候，需要投資的金額較大，但是在以后生產的過程中，就會產生較小的份額。從長遠的角度看，焊接機器人的使用更具備持久性[2]。

從焊接機器人控制速度與精度上看，電弧傳感器與激光跟蹤器的開發，讓焊接機器人在工業機械當中得到了良好的應用。電焊機器人就可以根據預設的軌跡進行實施。焊接機器人在汽車制造當中，對汽車的零部件進行電弧焊，展現了較強的柔性。可以使用編程的方式，構建出焊接短，形狀復雜的產品。這些內容不僅適合汽車制造的主要特征，也可以結合實際情況，適應當今需求的變化。另外，焊接機器人還適用于其它的多種行業當中。從焊接的場合上看，如果形狀太過于復雜，焊接機器人的焊槍就不能按照指定的方式進行構建。這個時候，就需要使用兩種方式進行解決。一種是把焊接機器人本身的作業空間進行有效的擴展;另外一種是把工件移動或者轉動位置，讓工件上的焊接部位可以進入機器人的空間作業當中[3]。

二、焊接機器人在機械制造領域中的發展趨勢

第一，機器人的操作機結構。這樣就可以結合實際情況，使用有限元分析，模態分析，仿真設計分析的方式，探究材質的變化。例如：德國KUKA公司，就把機器人并聯成為平信號四邊形結構，然后延伸機器人的工作范圍。這樣的聯機機構，就可以實現高精度的測量與加工，為數控技術一體化的實現奠定基礎。第二，機器人控制系統。需要在開放式或者是模塊化的進程當中，提升系統的可靠性與可維修性。編程技術除了進一步提升在線編程的可操作性以外，還需要在離線編程的基礎上，增強實用性。第三，機器人傳感技術的發展。需要在傳統的基礎上，提高裝配與焊接機器人的激光傳感或者視覺傳感，力度傳感的重要性。在視覺、聲覺、觸覺的基礎上，提高機器人的智能性與適應性，從而提高了焊接機器人的自動跟蹤能力與自動化生產能力。第四，網絡通信和遠程監控功能。機器人控制器已經實現了網絡化的連接。例如：核輻射、深水、有毒等環境下，也可以實現有效的焊接[4]。并且多機器人與操作者之間正在協調控制，在網絡的氛圍內，建立預先顯示的重要作用。第五，焊接機器人性能價格比的構建上，正在向著高速度、高精度、高可靠性、高操作性、高維修性等方向進行延伸。

總 結

隨著科技的不斷發展，我國是一個科技大國，并已經啟動了中國智造2025戰略計劃。在相當長的時間內，將在制造業上占據較強的地位，焊接機器人的構建，也將會在機械制造業當中，迎來一個美好的春天。并且，焊接機器人可以代替人工實現很多惡劣環境下需要完成的任務。在自動化的基礎上，像人一樣可以看到變化，根據變化不斷的調整自身的工作狀態。實現科技的又一次飛躍，實現大家共同的“中國夢”。

參考文獻：

[1] 劉永安. ?協作技術與工業機器人發展[J].裝備制造技術. 2019（02）：12-13

[2] 韓銳. ?基于深度學習的工業機器人物品識別分揀系統設計[J].現代工業經濟和信息化. 2019（04）：111-112

[3] 萬軍，楊代強. ?適應區域產業發展的工業機器人專業人才培養模式改革研究[J].科技經濟導刊. 2019（15）：23-24

[4] 武明月.工業機器人技術在自動化控制領域的實踐[J].南方農機. 2019（10）：99-100