焊接机器人技术研究与应用现状探讨

2018-06-22费存华

现代制造技术与装备 2018年5期

费存华

（广州数控设备有限公司，广州 510530）

对于焊接机器人技术而言，在实际使用的过程中，其可通过自动化的焊接方式，替代传统的人工焊接，以保证焊接产品的质量和外观的一致性。我国在汽车工业方面与大型管道方面，已经开始大量应用焊接机器人技术，并形成高生产效率的发展模式，可降低人工劳动强度。焊接机器人技术的应用，能够保证产品质量，并在科学的管理下，提升生产效率。

1 焊接机器人国内外现状与趋势分析

1.1 国内外的状况

1959年，美国发明了第一台工业机器人，促进了工业机器人的应用。当前，工业机器人受到广泛关注与重视，其中，焊接机器人可以划分为三个阶段。

1.1.1 示教与再现类型的机器人

当前，此类机器人已经广泛应用在焊接生产中，并且机器人只需要工作人员编辑程序，为机器人提供相应焊接电流、电压、焊丝直径等数据，就可以使得机器人进行再现焊接，并达到理想的效果。但是，此类机器人无法获取外部反馈数据信息，不利于提升应变能力，无法合理地适应外界环境变化情况。

1.1.2 感知类型的机器人

感知类型的机器人中添加了传感技术（电弧传感器，激光传感器等），对于外界环境具备一定的感知能力，能够获取与处理信息数据，针对获取的信息进行轨迹控制，在传感器技术使用期间，还可以结合离线编程技术对其进行辅助处理，能够进一步降低编程的工作量，提升工作效率，并在积极设计与创新的过程中，提升整体表现的效果。

1.1.3 智能类型的机器人

此类机器人能够对外部环境进行感知、记忆和学习，能够对其进行自主编程，并且拥有逻辑思维与判断能力，能够进行决策。在任何焊接环境中，机器人都能提升自身的适应能力。但是，我国在机器人人工智能技术方面还处于探索阶段。

1.2 发展趋势分析

在未来实际应用中，焊接机器人具备良好的发展前景，从技术的发展方向来看，焊接机器人与其他工业机器人一样，会逐步将通用化、智能化、柔性化作为主要的发展方向。

1.2.1 智能化趋势分析

焊接机器人在焊接期间会面临复杂的流程，主要涉及电流电压与热变形方面的问题，受到各类因素的影响，难以创建数学模型。因此，需针对现实情况进行智能化分析，明确信息容量特点与计算特点等，创建焊接机器人的智能化系统，在合理分析与研究的情况下，更好地进行处理[1]。

1.2.2 多学科交叉融合的趋势分析

对于焊接机器人而言，在实际发展的过程中，会融入微电子技术与计算机技术，将软件系统与硬件系统融入其中，有利于提升整体处理效果。在实际发展的过程中，可将PC控制器作为主要依据，建设现代化的焊接机器人系统，能够将声音识别系统、图像处理系统等有效整合，更好地开展设计工作[2]。

1.2.3 多设备协调工作技术的趋势分析

焊接机器人焊接产品的过程中，有时并不能独自完成任务，通过先进的调控技术，明确具体的方向与目标，与变位机机构或者其他焊接机器人合作。如图1所示，焊接机器人与变位机协同工作站，二者可创建系统通信，其间需要协调好机器人与变位机的配合，保证二者能够更好地完成工作，使其可以满足焊接复杂工件的需求[3]。

图1 焊接机器人与变位机协同工作站

1.2.4 个性化与网络化的趋势分析

在焊接机器人技术实际创新与研发期间，需合理使用控制系统，筛选最佳的传感技术方式，并在虚拟机技术的支持下，创建个性化的模式，提升整体技术的使用效果，确保在新时期发展中提升焊接机器人技术的应用水平，为其后续发展奠定基础[4]。

2 焊接机器人焊接工艺的研究现状分析

焊接机器人对焊缝进行焊接，与焊工操作流程不会完全相同，主要因为在人工焊接期间，可以听到焊接电弧声音，能够感知电弧反冲力情况，观察熔池流动状态，根据反馈信息的情况，更好地进行焊接状态的判断。焊工可以利用自身的工作经验，对工艺参数进行调节，如电弧长度参数、焊接电流、电压参数等，在试焊的过程中，可改进工艺提升整体焊接质量，保证符合规定。

目前，在焊接机器人实际使用的过程中，能够呈现良好的模式，并且在接头与焊缝处理的过程中，能够明确外界环境的实际情况，创建科学的调整机制，并利用科学方式开展熔透状态的调整工作，确保在新时期发展中明确经验参数，创建科学的调整体系。在机器人技术应用的过程中，虽然可以针对焊缝进行合理的焊接处理，但是工作期间不能更好地应变，缺乏经验参数，无法针对焊接内容与工艺要求进行严格的控制。因此，在实际研究的过程中，主要针对焊接机器人可靠性与有效性情况进行分析，了解具体替代的人工内容与特点，在合理分析的情况下，更好地研究细节问题，开展焊接机器人的研究与分析工作[5]。

部分学者已经针对焊接机器人的应用情况进行研究，针对传统熔化焊接方式与活性气体保护焊接方式等进行分析，明确电弧焊的实际特点与情况。焊接期间，会出现焊接电流增大的现象，因此，需开展焊接热输入分析工作，明确残余应力特点与焊接变形情况，并在研究的过程中更好地进行分析与协调，确保可以满足当前的实际发展需求。

在实际运行的过程中，焊接机器人需明确具体的焊接特点与要求，了解焊枪自动摆动与停留特点，并在实际分析与研究的过程中了解自动化技术情况，创建自动化技术的应用模式，保证在实际分析期间总结丰富经验，并针对具体内容进行严格的分析与协调。为了更好地开展焊接机器人技术的研发与创新工作，我国已经开始创建科学化与现代化的焊接机器人技术研发机制，并在科学研究中形成良好的分析体系，从而提升整体技术的分析与研发效果[6]。