焊接機器人技術的發展與應用研究

孫 靜

（天津城市建設管理職業技術學院 天津 300134）

焊接是工業建設中經常會用到的一種技術，其焊接水平及工藝直接會對產品的品質產生影響。隨著我國社會建設工作的大力開展，焊接技術應用的領域變得越來越廣，同時對于焊接技術也提出了更高的要求。焊接機器人出現，不僅提升了焊接的精度及效能，也使焊接中對人體產生危害的電弧、煙塵得到了更好的控制。通過分析焊接機器人應用的主要優勢，了解焊接機器人技術的主要應用，為未來焊接機器人技術的應用與拓展，打下堅實的基礎，正好的服務于我國的社會建設事業。

一、焊接機器人應用的主要優勢

（一）更好地保證了勞動者的健康

在傳統焊接作業的環境之下，人們通過要適應各種復雜的作業環境，不僅會對作業者的身體造成一定的損害，同時也會降低整個工程的安全系數。焊接機器人的出現，改變了傳統焊接方式帶來的弊端，不但可以適應各種條件惡劣的環境，同時也能提升整個焊接過程的安全系數，降低了整體作業的勞動強度，提升了產品的生產效能，縮短了產品的生產周期，對于整個工業產品的升級換代，具有重要的指導意義。

（二）提升了焊接的品質

焊接機器人作業之前，技術人員可以根據企業的品質要求，通過對電流、電壓及速度的控制，使焊接的品質得到更好的控制。同時，焊接機器人還能避免傳統焊接技術中人為主觀因素對焊接品質產生的消極作用。

（三）能夠更好的保證生產的效能

焊接機器人技術的應用，能夠根據生產的要求進行流速、電流、電壓等相關參數的控制，從而更好的保證了生產的效能。與此同時，焊接機器人能夠實現24h不間斷作業，技術人員可以根據生產計劃及定單的需求，對焊接機器人的相關參數進行調整，從而使企業能夠按照原定的計劃開展相關的工作，提升了整體工作的效能。

二、焊接機器人技術的主要應用

（一）當前機器人焊接工藝主要使用的方法

氣體保護焊是當前世界應用較為廣泛的一種焊接方式，通過融化極氬弧焊、富氬混合氣體保護焊、鎢極氬氣保護焊等方式，一些焊接技術較為先進的國家則采用TIME、熱絲等離子、TIG焊等形式進行焊接，通過這些方法不僅能夠提升整體焊接的品質，同時也能更好地提升焊接的熔敷效能及焊接的效率。

（二）焊接跟蹤技術的應用

焊接跟蹤技術主要是機器人對實際焊接環境進行跟蹤檢查，按照焊縫的要求對設計要求，進行相關參數的調整，使焊接的品質得到更好的控制。焊接跟蹤技術主要應用傳感器作為設備的通信的介質，傳感器又分為光傳感器及電弧傳感器兩種智能傳感的形式，光傳感器主要利用計算機及視覺傳感技術的結合應用，實現對焊縫數據誤差值的分析，從而使焊接機器人能夠更好的適應焊接環境的改變；電弧傳感器則是通過電弧進行偏差數據的獲取，焊縫跟蹤技術主要以控制理論作為依據，使焊接的安全性能得以更好的展現。

（三）路徑規劃及離線編程技術的應用

機器人離線編程主要利用計算機虛擬技術及圖形技術，通過機器人能夠識別的程序語言，構建一個虛擬作業的工作環境，在未使用機器人狀態之下，進行空間及運動路徑的模擬，從而使機器人的程序變得更加完善?？茖W水平的不斷提升，焊接機器人智能化已經成為社會建設工作開展的必然選擇。

（四）多機器人協作控制技術的應用

多機器人協作主要通過控制功能，對多個機器人能夠合理地進行工作的協調，共同努力完成一項工作目標。多機器人協作功能的實現，不但可以指派一個機器人進行焊接任務的完成，同時也可以通過多個機器人進行協調配合，共同完成一個統一的目標，這便對于多機器人控制程序提出了更高的要求，不僅需要系統具備多智能控制的功能，同時還要確保每個機器人作業的獨立性，使協調控制技術得到更好的完善。

（五）專用弧焊電源技術的應用

焊接機器人除了在系統設計及控制技術功能逐步完善之外，同時還要對弧焊電源技術給予足夠的重視，當前電源焊接技術已經從單片機晶體管時代擴展到（MIG/MAG）時代，時代的進步，也使弧焊電源得到了更好的更新。當前弧焊電源已經向著數字化的方向邁進，焊接作業的參數以數字化的形式進行展示，不僅能夠提升焊接的安全性能，也能更好地避免外界因素對于焊接品質產生的影響，從而能夠使弧焊電源技術得到更好的應用，提升了整體焊接的品質。[1-4]

三、未來焊接機器人技術應用的主要方向

焊接機器人技術是社會建設工作開展的必然產物，隨著AI技術、傳感技術、虛擬技術的結合使用，焊接機器人系統的容錯能力會得到更好的提升，數據處理的效能及準確性都會得到更好的改善。與此同時，利用虛擬場景模擬技術的應用，能夠將圖形技術與3D場景進行有機融合，從而實現虛擬遙控的功能。此外，多智能焊接系統的出現，也使多臺機器人協調配合功能得以更好的完善，能夠共同完成相對復雜的焊接作業，利用多智能及傳感技術的有機融合，能夠使焊接機器人系統的數據分析功能得到更好的優化，數據處理的效率得到更好的保障，提升整體工作的效率。模糊技術與神經控制是未來智能化系統建設的主旨目標，實現二者功能的有效結合，提升機器人作業的范圍及執行的精度，是未來焊接機器人智能控制功能完善的主要努力方向。

（一）智能化技術的應用

科技進步不僅改變了人們的生活，更推動了智能化技術應用的進程，AI、自動化技術的結合應用，推動了社會建設各領域的智能化進程，智能化技術在焊接機器人行業中的應用，使焊接行業的控制水平得到了較大的提升。雖然當前智能化技術單體應用在訓練樣本及拓撲結構上，還存有一定的缺陷。但伴隨神經學與模糊控制學先進計算技術的應用，已經實現了理論與控制實施的完美對接，利用二者技術的互補性，能夠提升整體控制的精度，提升焊接機器人整體的智能化控制能力。[5]

（二）多智能焊接機器人系統技術的應用

多智能焊接機器人系統技術主要以單體機器人智能技術衍生出技術，利用此項系統能夠實現將多個單體機器人利用合理的程序控制系統，組合成為一個完整的多智能化系統，將相關的工作與任務進行有序的銜接，在程序的控制之下，完成各自的任務，從而實現總體建設的目標。多智能系統設計工作開展時，要依據整體的目標、控制要求、時間、功能等多種元素進行合理的分析，利用單體決策、執行能力的實現，使各個單體智能焊接能夠實現通訊功能，進而開展緊密的合作活動，完成相對繁瑣的設計目標。

（三）虛擬現實技術的應用

虛擬技術是信息背景之下各行業經常會用到的一種先進技術，利用傳感、遠程控制、遙感等技術進行有機融合，將客觀存在的數據，錄入到系統之中，系統利用可視化成像及虛擬技術的結合應用，將現實與空間重組技術進行完美的融合，從而利用虛擬的場景對焊接期間存在的各種問題進行仔細的分析，達到虛擬控制的功能。利用虛擬技術，不僅能夠對焊接作業的方案進行必要的優化，還能依據現場作業的實際，進行相關材料的計算，為焊接工作的開展節省大量的能源及材料支出，為企業創造了可觀的經濟收益。[6]

（四）多傳感信息智能融合技術的應用

科學水平提升，使得傳感技術的產品功能及類別實現了整體性的完善，傳統的焊接機器人只能利用單一的傳感系統進行相關的決策，不但功能實現具有一定的局限性，同時也影響了整體的生產效能。多傳感信息智能融合技術的使用，不僅有效地改善了單一生產的效能，也使焊接機器人的生產、處理、整合能力得以更好地提升，進而使焊接機器人系統的運算能力得到了極大地提升，不僅保證了焊接的整體品質，更推動了焊接系統的智能化進程，對于社會各個領域的建設，具有重要的推廣意義。

四、結束語

綜上所述，通過焊接機器人技術的發展與應用研究分析，認識到焊接機器人應用的主要優勢：更好地保證了勞動者的健康、提升了焊接的品質、能夠更好地保證生產的效能，分析焊接機器人技術的主要應用：當前機器人焊接工藝主要使用的方法、焊接跟蹤技術的應用、路徑規劃及離線編程技術的應用、多機器人協作控制技術的應用、專用弧焊電源技術的應用，未來焊接機器人技術應用的主要方向，相信科技水平的不斷完善及專業技術人員的共同努力之下，焊接機器人技術會得到更好的進步，為社會建設工作的有序開展及人們生活水平的提升，提供更加強大的助力。