機器人在焊接作業中的應用現狀及未來趨勢分析

鄭太平

【摘?要】科學技術的不斷發展進步，機械制造領域原有的手焊技術已經無法滿足現代化焊接的實際需求，并且隨著機械設備的組成日趨復雜，對焊接技術的要求也越來越嚴格。因此，如何靈活地將自動化技術應用在工程機械焊接工作中，并利用技術的優勢彌補傳統手焊技術存在的不足至關重要，可以最大限度地提升作業質量，保障作業效率，還可以解決焊接精度不足的問題。本文針對工程機械焊接自動化技術進行分析研究，具有重要的意義。

【關鍵詞】機器人;焊接;應用;現狀;趨勢

引言

進入21世紀以后，伴隨著我國的經濟的飛速的發展，人們的生活質量不斷的提高，但是我國的人口老齡化現象卻是十分嚴重。根據焊接環境的惡劣以及焊接工人逐年減少的趨勢，我國的經濟發展迅速，從而使焊接產量在逐年的增加，這就說明了焊接的工作量在逐漸的加大。為了解決這樣的問題，焊接機器人開始在工廠中逐漸出現。但是焊接機器人和焊工相比較，焊接機器人的工作方式比較的單一，而焊工可以憑借著自己的經驗，對焊件進行預想的加工和改造，從而達到預期效果。但是相比于焊工，焊接機器人不僅可以大大的提高工作效率，還可改善焊接技術人員的工作環境。焊接機器人目前在我國有著非常重要的地位，對我國的經濟轉型發揮著非常重要的作用。

1焊接機器人概述

焊接機器人顧名思義就是由焊接設備、機器人兩部分構成，通過遠程操控機器人實施焊接技術，可不受周邊環境的影響，有效避免了環境、溫度對人工作業的影響。焊接在機械制造中具有十分重要的地位，對設備的安全、穩定有著重要的影響，焊接機器人也屬于工業機器人，將焊鉗、焊槍安裝在機器人的末軸處，使機器人具備切割、焊接的技能。在工業生產制造中應用焊接機器人還具備幾個方面的優點：第一，機器人的工作狀態較為穩定，有效提升焊接的水平和質量，只要在前期的規劃工作中，將焊接機器人工作的內容和焊縫軌跡進行規劃，就可以保證其在不斷電的狀態下能穩定工作。第二，機器人在工作狀態穩定的同時，還能有效提升工作效率，我們常說“像個機器人一樣工作”，焊接機器人開始運行工作時，能保持高效的工作效率，可以24小時工作，避免時間的浪費。第三，有效改善了工人的工作條件，機器人對工作的環境要求較低，完全能夠在人無法工作的環境條件下依舊保持穩定的工作狀態。同時，焊接機器人也存在一定的缺點，第一，在前期，應充分準備好焊接作業所需的技術條件，如果出現異常情況，機器人就會停止工作，對生產制造造成不利影響。第二，焊接機器人的日常維護、養護工作較為復雜、繁瑣，不僅需要對機械、電氣方面進行維護，還需要對預設的操作系統等一些軟件進行維護，而且，機械方面出現故障比較容易解決，但是系統上出現bug就會嚴重影響機器人穩定的工作狀態，情況嚴重時還會出現宕機的現象。

2焊接機器人的應用現狀

2.1復雜焊件焊接編程問題

機器人的焊接件主要由教程和焊接藝術編程兩部分組成。對于相對復雜的焊縫，焊縫相對較高。在這種情況下，演示編程花費了大量時間。但是，大多數焊縫都需要創建和啟用多個參數點，這可能會導致大量工作。編寫和調試所花費的時間降低了公司的競爭力。更改焊接機器人和焊接焊縫之間的相對位置會導致重新教學中出現問題。焊接機器人的焊接編程主要用于通過顯示控制來控制人行道。當焊機到達預定的焊接點時，如果焊接件和機器人的位置發生變化，程序會浪費大量的時間。

2.2自動焊接與其他技術設備配合不足

機械自動化技術雖然是未來的趨勢之一，但焊接自動化與其他部門設備在我國工程實際應用中的使用仍存在一定的差異，無法有效地整合。為此，企業應不斷提高各部門的自動化程度。同時，應填補傳統工程部門之間的信息空白，加強各部門之間的信息交流，從而提高整個工程的自動化程度。

3焊接機器人發展趨勢

3.1對焊接機器人的控制系統進行優化

工程機械焊接自動化技術主要指的是從工業發展的實際情況出發，從整體與系統的角度出發，在尊重傳統機械技術的基礎上，將電子技術、自動控制技術以及軟件編程技術等一系列技術進行有效組織與整合，從而實現生產的高效化、低耗化與自動化。計算機是工程機械焊接自動化技術的核心與基礎，操作人員可以通過各種儀器、儀表和傳感器等部件觀察參數的變化，遠程完成焊接作業。同時系統還可以進行自我診斷和自我修復，對工程機械制造的整個過程進行實時跟蹤與檢測，操作人員結合數據信息進行全面的掌控與監督。工程機械焊接自動化技術具有一定的開放性與綜合性，對工程工藝指標和既有數據信息進行綜合分析與考察，就可以準確地、科學地確定工藝參數，從而為后期的工程機械制造奠定良好基礎。

3.2焊接機器人的傳感技術

在焊接機器人進行工作時，傳感器發揮了巨大的作用，通過傳感器，可以控制焊接機器人的工作位置、工作速度等，同時，為了確保部分焊接點位的精確度，還會在焊接機器人上配備壓力傳感器、激光傳感器等。但是這些傳感器在惡劣的環境下，無法精確的確定焊接點位，具有一定的誤差。因此，在未來的焊接機器人中，傳感技術會從聲覺、觸覺、視覺等偏向于人類功能的發現發展。

3.3機器人控制技術

隨著科學信息技術的飛速發展，先進的技術手段為各行各業也帶來了很多便捷，其中焊接技術被大量地應用在機器人制造中，現如今，也獲得了令人稱贊的成績和效果，可以說該技術未來發展具有很廣闊的前景。而機器人控制技術又分為以下幾種，比如，視覺控制技術、模糊控制技術或者是神經網絡控制技術，每一種技術都發揮著不同的作用。“視覺控制技術”主要是指通過視覺傳感器，對機器人焊接的地方展開深層次處理，隨后再將所收集到的圖像、信號及時錄入計算機系統，進一步為工作人員帶來有力數據支持，最后，經過對數據信息的分析與處理準確焊接機器人的位置。

結束語

焊接機器人在一定程度上改善了焊工操作者的工作環境。焊接機器人的能源和驅動方式選用是研發設計過程中重要環節。文中對焊接機器人的分類及驅動方式進行了闡述，分析了當前焊接機器人采用的主要驅動方式，對企業或研發人員進行焊接機器人設計具有一定的指導意義

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（作者單位：河南工學院）