机器人在焊接作业中的应用现状及未来趋势分析

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随着机器人技术以及计算机技术飞速发展，以及市场对焊接产品的高质量、高效率的新要求，焊接机器人在焊接领域应用不断扩大。在机器人焊接过程中，如果不掌握焊枪的姿态与位置路径规划与控制、数字化焊机参数自动调节、机器人与焊机通信等，很容易出现各类焊接缺陷。本文介绍了机器人焊接工艺制定、多层多道焊的焊缝规划和机器人焊接过程中变形补偿等，通过机器人焊接关键技术解决，对实现高质量、高效的、智能化的焊缝具有重要的理论意义和应用价值。

1 焊接机器人的应用现状

1.1 接机器人的零件价格十分昂贵

由于我国对机器人的零部件批量生产的技术水平有限，焊接机器人的零件大部分都是依赖进口，这就导致了机器人零件的价格十分昂贵。一旦机器人的零件损坏，仅更换的费用就可能是十几万，而且供货的时间相对长一些，这就严重影响了工厂的生产进度。像损坏率极高的枪缆、焊枪等价位不低，导致厂家买得起而用不起，严重阻碍了中国智能制造的发展。

1.2 生产线

生产线主要是将具有不同功能的焊接机器人，依据流水线作业的方式将其进行连接，以此让上下（前后）焊接工序能够有效的衔接在一起，各个点位的机器人只需要承担一种焊接工艺，各司其职，通过传输设备将需要进行焊接的工件传送至焊接工序点进行焊接。采用生产线这种焊接方式不仅能够在很大程度上减少人力成本的投资，还可以确保长时间稳定工作，仅仅只用投入一小部分的精力对生产线上的所有设备进行维护即可。通常生产线主要是应用在汽车的制造过程中。现阶段，全世界大部分的汽车制造都已形成了规模较为完善的自动化生产线，对车身的钢架框架结构进行焊接都已全部由焊接机器人进行替代。在日本的丰田汽车公司中，这一模式发展的最为成功，该公司最早是采用电焊机器人进行焊接，不仅有效增强了焊接质量，还提升了汽车生产的工作效率，大大缩短了成品的制造时间，在极短的时间内迅速占领了我国汽车市场，在这之后，德国、美国等一些汽车制造大国也开始纷纷在汽车制造领域应用焊接机器人生产线进行生产制造。当前，我国国内的汽车品牌如哈弗、传祺和奇瑞等也已开始在汽车制造中应用焊接机器人生产线，有效地提升了我国国产汽车的生产质量，在近几年中也逐渐获得了消费者的认同和好评[1]。

2 焊接机器人技术未来发展趋势分析

2.1 搅拌摩擦焊技术

搅拌摩擦焊技术是一种出现相对较晚的节能环保焊接技术，其在焊接时会将特殊搅拌头插入到焊件的焊接部位并进行高速旋转，使焊件接触面因快速摩擦而产生热量，在热量不断累积的情况，一旦焊件接触面温度达到了焊接温度要求，即可利用铝合金高温强度低的特点，通过轴向锻压来完成焊件的固相连接。由于搅拌头的压力作用是从其前端向后部塑性流动的，因此焊件能够有效的压焊为一个整体。与其他焊接技术相比，搅拌摩擦焊技术在焊接过程中无需添加保护气和焊丝，因此几乎不会出现熔化、烟尘、飞溅与弧光，具有着很强的环保效果，现阶段搅拌摩擦焊技术在动车组铝合金车体焊接中的应用虽然相对较少，但日本A-Train 系列车、新高线高速动车组的车顶板、地板件，均是采用此类焊接技术来完成焊接，并取得了不错的效果。

2.2 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[2]。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。

2.3 电源融合技术

电源融合技术是将焊接机器人的焊接设备的电源和机器人的电源相融合，改善传统焊接机器人焊接焊接设备与机器人之间数据交换量有限的缺点。目前，日本松下的TAWERS 焊接机器人实现了机器人与高性能焊接电源的完美结合，采用全软件高速波形控制技术，可控制焊接热输入，实现焊接飞溅极小化，非常适合于高速焊接[3]。

3 结语

焊接机器人的应用将会越来越普遍，但是在目前的应用场景来看，焊接机器人还存在着一些问题。随着科技的进步，时代的发展，这些问题都会得到有效的解决。焊接机器人在未来制造行业中的地位会非常重要。焊接机器人在生产制造领域发挥了相当重要的作用，大大地提高了产品的质量和产品生产的效率。有关团队对焊接机器人的研究、应用很大程度上推动了工业制造业技术的前进步伐。最近几年，焊接机器人的焊接技术的研究与应用取得了突破。例如模糊控制技术、智能控制、神经网络视觉化、视觉控制技术等给焊接机器人的编程系统带来了新的发展。如何将最新的科研成果应用到焊接机器人上，将是未来焊接技术的主要方向。