机器人在焊接作业中的应用现状及未来趋势分析

郑太平

【摘 要】科学技术的不断发展进步，机械制造领域原有的手焊技术已经无法满足现代化焊接的实际需求，并且随着机械设备的组成日趋复杂，对焊接技术的要求也越来越严格。因此，如何灵活地将自动化技术应用在工程机械焊接工作中，并利用技术的优势弥补传统手焊技术存在的不足至关重要，可以最大限度地提升作业质量，保障作业效率，还可以解决焊接精度不足的问题。本文针对工程机械焊接自动化技术进行分析研究，具有重要的意义。

【关键词】机器人;焊接;应用;现状;趋势

引言

进入21世纪以后，伴随着我国的经济的飞速的发展，人们的生活质量不断的提高，但是我国的人口老龄化现象却是十分严重。根据焊接环境的恶劣以及焊接工人逐年减少的趋势，我国的经济发展迅速，从而使焊接产量在逐年的增加，这就说明了焊接的工作量在逐渐的加大。为了解决这样的问题，焊接机器人开始在工厂中逐渐出现。但是焊接机器人和焊工相比较，焊接机器人的工作方式比较的单一，而焊工可以凭借着自己的经验，对焊件进行预想的加工和改造，从而达到预期效果。但是相比于焊工，焊接机器人不仅可以大大的提高工作效率，还可改善焊接技术人员的工作环境。焊接机器人目前在我国有着非常重要的地位，对我国的经济转型发挥着非常重要的作用。

1焊接机器人概述

焊接机器人顾名思义就是由焊接设备、机器人两部分构成，通过远程操控机器人实施焊接技术，可不受周边环境的影响，有效避免了环境、温度对人工作业的影响。焊接在机械制造中具有十分重要的地位，对设备的安全、稳定有着重要的影响，焊接机器人也属于工业机器人，将焊钳、焊枪安装在机器人的末轴处，使机器人具备切割、焊接的技能。在工业生产制造中应用焊接机器人还具备几个方面的优点：第一，机器人的工作状态较为稳定，有效提升焊接的水平和质量，只要在前期的规划工作中，将焊接机器人工作的内容和焊缝轨迹进行规划，就可以保证其在不断电的状态下能稳定工作。第二，机器人在工作状态稳定的同时，还能有效提升工作效率，我们常说“像个机器人一样工作”，焊接机器人开始运行工作时，能保持高效的工作效率，可以24小时工作，避免时间的浪费。第三，有效改善了工人的工作条件，机器人对工作的环境要求较低，完全能够在人无法工作的环境条件下依旧保持稳定的工作状态。同时，焊接机器人也存在一定的缺点，第一，在前期，应充分准备好焊接作业所需的技術条件，如果出现异常情况，机器人就会停止工作，对生产制造造成不利影响。第二，焊接机器人的日常维护、养护工作较为复杂、繁琐，不仅需要对机械、电气方面进行维护，还需要对预设的操作系统等一些软件进行维护，而且，机械方面出现故障比较容易解决，但是系统上出现bug就会严重影响机器人稳定的工作状态，情况严重时还会出现宕机的现象。

2焊接机器人的应用现状

2.1复杂焊件焊接编程问题

机器人的焊接件主要由教程和焊接艺术编程两部分组成。对于相对复杂的焊缝，焊缝相对较高。在这种情况下，演示编程花费了大量时间。但是，大多数焊缝都需要创建和启用多个参数点，这可能会导致大量工作。编写和调试所花费的时间降低了公司的竞争力。更改焊接机器人和焊接焊缝之间的相对位置会导致重新教学中出现问题。焊接机器人的焊接编程主要用于通过显示控制来控制人行道。当焊机到达预定的焊接点时，如果焊接件和机器人的位置发生变化，程序会浪费大量的时间。

2.2自动焊接与其他技术设备配合不足

机械自动化技术虽然是未来的趋势之一，但焊接自动化与其他部门设备在我国工程实际应用中的使用仍存在一定的差异，无法有效地整合。为此，企业应不断提高各部门的自动化程度。同时，应填补传统工程部门之间的信息空白，加强各部门之间的信息交流，从而提高整个工程的自动化程度。

3焊接机器人发展趋势

3.1对焊接机器人的控制系统进行优化

工程机械焊接自动化技术主要指的是从工业发展的实际情况出发，从整体与系统的角度出发，在尊重传统机械技术的基础上，将电子技术、自动控制技术以及软件编程技术等一系列技术进行有效组织与整合，从而实现生产的高效化、低耗化与自动化。计算机是工程机械焊接自动化技术的核心与基础，操作人员可以通过各种仪器、仪表和传感器等部件观察参数的变化，远程完成焊接作业。同时系统还可以进行自我诊断和自我修复，对工程机械制造的整个过程进行实时跟踪与检测，操作人员结合数据信息进行全面的掌控与监督。工程机械焊接自动化技术具有一定的开放性与综合性，对工程工艺指标和既有数据信息进行综合分析与考察，就可以准确地、科学地确定工艺参数，从而为后期的工程机械制造奠定良好基础。

3.2焊接机器人的传感技术

在焊接机器人进行工作时，传感器发挥了巨大的作用，通过传感器，可以控制焊接机器人的工作位置、工作速度等，同时，为了确保部分焊接点位的精确度，还会在焊接机器人上配备压力传感器、激光传感器等。但是这些传感器在恶劣的环境下，无法精确的确定焊接点位，具有一定的误差。因此，在未来的焊接机器人中，传感技术会从声觉、触觉、视觉等偏向于人类功能的发现发展。

3.3机器人控制技术

随着科学信息技术的飞速发展，先进的技术手段为各行各业也带来了很多便捷，其中焊接技术被大量地应用在机器人制造中，现如今，也获得了令人称赞的成绩和效果，可以说该技术未来发展具有很广阔的前景。而机器人控制技术又分为以下几种，比如，视觉控制技术、模糊控制技术或者是神经网络控制技术，每一种技术都发挥着不同的作用。“视觉控制技术”主要是指通过视觉传感器，对机器人焊接的地方展开深层次处理，随后再将所收集到的图像、信号及时录入计算机系统，进一步为工作人员带来有力数据支持，最后，经过对数据信息的分析与处理准确焊接机器人的位置。

结束语

焊接机器人在一定程度上改善了焊工操作者的工作环境。焊接机器人的能源和驱动方式选用是研发设计过程中重要环节。文中对焊接机器人的分类及驱动方式进行了阐述，分析了当前焊接机器人采用的主要驱动方式，对企业或研发人员进行焊接机器人设计具有一定的指导意义

参考文献：

[1]李劲松.工程机械焊接自动化技术分析[J].现代工业经济和信息化，2018，8（17）：101-102.

[2]武善云，张凤涛，王仲凯，霍岩，黄泽.半自动化PCB焊接平台机械结构设计[J].南方农机，2018，49（24）：26-27.

[3]顾俊，张玲玲，王健超.机器视觉在自动化焊接中的应用[J].应用激光，2018，38（06）：1038-1043.

[4]陈永刚，周军，黄建鹏，贾小磊.机器人自动化焊接在岸桥深窄大梁中的应用[J].金属加工（热加工），2018（11）：4-6.

[5]王辉.焊接自动化技术的现状与发展趋势[J].中国设备工程，2018（20）：163-164.

（作者单位：河南工学院）