关于机器人焊接技术的研发与应用之探讨

施如同

摘要：工业是我国的支柱性产业，因此对于工业必须要提高重视，焊接技术时工业中必须应用的技术形式，在机械制造、电子等等领域中都有广泛的应用。但是焊接现场污染比较严重，并且焊接是一项具有危险性的工作，各种有害气体以及弧光对工作人员的健康不利，因此随着科技的发展，焊接机器人产生，本文主要是对机器人焊接技术的研发以及应用进行分析，对焊接机器人的目前研究现状以及发展啊趋势进行探讨，希望提供参考。

关键词：机器人焊接;技术研发;应用

焊接机器人是在科技的发展下产生的，对于焊接机器人在实际的应用利用自动化系统可以对人力进行替代，减少焊接环境污染给人体的损伤，并且降低了劳动强度。利用焊接机器人可以提高焊接的效率，因此对于焊接机器人在我国的研发现状以及存在的问题进行分析，可以有效提高焊接机器人的焊接质量，在以后的应用中更加智能化和个性化，可以灵活应用。

1、焊接机器人国内外现状和趋势分析

1.1国内外现状

焊接机器人从出现以及发展的过程中主要分为三个阶段，第一阶段是再现类型机器人，第二阶段是感知类型机器人，第三阶段是智能类型机器人。首先再现类型机器人是最为普遍使用的类型，对机器人进行程序的输入，机器人按照特定程序就可以进行焊接工作，并且在焊接工作中可以对电流以及电压等进行有效控制，达到理想的焊接效果。但是这种机器人工作这种比较死板，对于外界的变化不能够感知，因此在使用时不够灵活。对于感知类型机器人是在再现类型机器人的进一步提升，其中加入了传感技术，因此对外界环境的变化具有一定的感知，对数据信息进行收集和整理，并且根据信息的运行轨迹不同，可以利用离线编程技术对传感技术进行辅助。这样可以有效提高工作效率，并且降低工作的强度，提升整个焊接的质量，具有灵活性。智能类型机器人是随着人工智能的发展而产生的机器人类型，这种机器人除了可以对外界环境进行感知之外，同时可以进行学习，具有人工智能的功能，模拟人的思维模式，具有逻辑思维以及判断力，在不同的环境中，可以对周围环境进行分析，并且根据环境的不同进行调整自身的适应能力，目前对这种新型机器人仍然处于研究阶段，符合未来的发展趋势。

1.2发展趋势分析

焊接机器人在未来的发展主要是朝着智能化、综合性、合作化以及个性化的方向發展。焊接机器人在焊接时由于影响因素较多，并且焊接的过程比较复杂，因此具有多变性，对焊接机器人难以实现数学模型的创建。对于这种情况，需要利用人工智能进行分析和改进，对信息容量进行确认，并且利用焊接机器人的特点创造出智能化系统，通过智能化系统可以让机器人更加灵活，对在周围环境都是盈利更强。随着科技的发展，焊接机器人在未来的发展中会融入更多的专业知识，比如电子通讯技术以及计算机技术等，可以对机器人进行有效的控制，通过软硬件系统相结合可以对整体的运行质量进行提升。实际应用中可以以PC控制器为基础，构建先进的机器人系统，可以对声音以及图像进行判断，通过提高综合性，可以更好的开展工作。在焊接过程中流程比较复杂，并且优势焊接不能独立完成，需要其他设备的辅助，因此焊接机器人在未来的发展趋势是与其他设备协调工作，并且通过技术调控，找到焊接的目标。焊接机器人可以与变位机协同工作站，协同合作可以创建系统通信，需要协调二者之间的配合，提高工作的质量和效率，满足复杂的焊接要求，将复杂的零件焊接的更加精准。焊接机器人需要耿佳佳个性化的模式，具有灵活性，面对复杂的焊接环境以及焊接要求是可以达到理想的效果，个性化可以为后续的发展提供条件。

2、焊接机器人焊接工艺的研究现状

2.1机器人焊接与人力焊接相比存在的问题

焊接机器人在进行焊接的过程中与人力焊接存在一定的区别，因为人力焊接可以利用人自己的判断对电弧的声音进行分析，根据声音的不同可以了解到电弧的反冲力，并且利用人眼对熔池流动的情况进行观察，可以做出判断和决策。焊工在焊接过程中主要是通过专业知识的运用以及经验的积累对参数进行调节。在试焊过程中，根据焊接的要求以及周围环境的变化，对焊接的工艺进行调整，从而提高焊接的水平，符合规定的标准。现阶段焊接机器人在焊接工艺的研究过程中也呈现着良好的发展态势，在实际使用中对于接头的处理以及对焊缝的处理可以根据环境的实际情况对焊接工艺进行调整，但是目前焊接机器人的关键零部件仍然没有实质性的突破，并且高端产品比较少，缺乏创新意识，焊接机器人在发展中的水平比较低，中小企业较多，比较分散，对于机器人的检测不够健全，机器人的标准以及认证流程有待完善。与人力焊接相比机器人必须要提前对程序进行设定，如果出现工况的变化无法及时调整施工工艺。人力可以通过观察确定焊缝的位置，机器人在寻找焊缝位置时不够精确，容易受到外界因素的影响。焊接机器人对焊接中的工艺调整重要是通过视觉系统和图像处理系统将工况传输之后进行调整，但是存在滞后性，因此视觉系统受到弧光的影响干扰了系统的正常运行。同时图像处理不够及时都对焊接过程的调整产生了阻碍作用。在进行多层焊接时焊工根据实际情况对决定多层焊接的工艺保证焊接的均匀和整齐，但是焊接机器人是根据确定的方式和流程进行焊接，对于坡口以及尺寸等的适应能力较差。

但是焊接机器人在使用中也具有很大的优势，比如相较于人力焊接而言，机器人焊接更加具有稳定性，根据事前定制的程序进行焊接，受到外界环境的影响小，并且对于一些重复性较强的焊接工作完成度较高。

3、机器人焊接的应用

3.1机器人焊接的系统融合

机器人焊接系统融合是将焊接任务进行统筹规划将软硬件系统相结合统一调度控制，智能化焊接机头可以应用机头上的焊接工艺传感和工艺控制等实现焊接流程的优化，在焊接过程中可以根据焊接的实际情况在焊接运行中实现人工的调整和干预机制。用全软件高速波形控制技术，通过强制性高速送丝和焊丝回抽，实现极低飞溅焊接。机器人动作与焊接波形、送丝控制紧密结合，可以有效提升焊接的质量和效果。

3.2机器人焊接过程模拟仿真

创建反应问题的本质学模型，就是对各量之间的微分方程及定解条件进行建立。并且建立物力模型，与现实相符合。将待解区域进行分割，分割成元素的集合。将物性数据导入以及其他参数。

3.3多机协同

多级协同就是多个机器人实行智能化的协调方式，将任务进行分工，多机器人的理想编程以及智能协作控制是一种巨大的挑战。双机器人协作需要控制运动的轨迹，并且对机器人提出了更高的要求，但机器人焊接比较简单，容易控制，多级协同控制比较复杂。松协调是每个机器人在共享工作空间内实行独立的工作，紧协调是所有机器人共同完成一项给定的任务。

结束语：综上所述，焊接机器人是科技发展的产物，对于实行高效的工作具有重要的意义，因此焊接机器人在未来的使用中会更加的广泛，规模扩大。虽然目前焊接机器人在使用中还存在一些缺陷，但是通过智能化的发展，对逐渐对问题进行优化，并且更加灵活多变，对于周围环境具有更高的适应性。焊接机器人在制造业以及工业的发展中具有更好的发展空间，因此应该注重技术研发和创新，提高焊接机器人的水平。

参考文献：

[1]宋天虎，刘永华，陈树君等.关于机器人焊接技术的研发与应用之探讨[J].焊接，2016（8）：1-10