自動(dòng)化焊接技術(shù)及其發(fā)展

摘要：

隨著制造業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)代高科技制造業(yè)的需要了。所以為了能夠跟上時(shí)代的潮流和步伐，焊接技術(shù)也開始向自動(dòng)化、機(jī)械化的方向發(fā)展了。隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，電子及其機(jī)器人等技術(shù)都為焊接自動(dòng)化的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文從自動(dòng)化焊接技術(shù)和自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展等方面展開說明。

1.自動(dòng)化焊接技術(shù)概述

1.1自動(dòng)化焊接的定義

自動(dòng)化焊接是指在焊接的過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。即機(jī)器或者是裝置在不需要人直接參與的條件下按照程序發(fā)出的各個(gè)指令來完成焊接的加工過程。其自動(dòng)化的目的就是實(shí)現(xiàn)焊接過程的“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”。

可以從兩個(gè)方面來理解自動(dòng)化焊機(jī)技術(shù)。第一：在焊接過程中自動(dòng)化。第二：在焊接生產(chǎn)中自動(dòng)化。后者指的是在焊接產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其中包括了由備料、裝配、切割、焊接、檢驗(yàn)等工序構(gòu)成的焊接成產(chǎn)過程都要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了焊接生產(chǎn)整個(gè)過程的自動(dòng)化，可以使焊接質(zhì)量趨于穩(wěn)定化，提高焊接的生產(chǎn)效率。

1.2自動(dòng)化焊接的意義

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接具有重大的意義。自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以使人從原來那繁重的體力勞動(dòng)及其惡劣危險(xiǎn)的工作環(huán)境中擺脫出來，通過焊機(jī)自動(dòng)化的普及，使原來的一些焊接工人可以接受更新型的技術(shù)，不僅可以提高工作效率，還可以增強(qiáng)工人接受新興事物的能力。自動(dòng)化已經(jīng)應(yīng)用到了各行各業(yè)，自動(dòng)化工業(yè)、自動(dòng)化農(nóng)業(yè)比比皆是，某些程度上自動(dòng)化程度就體現(xiàn)了一個(gè)國家的國力。

2.自動(dòng)化焊接的關(guān)鍵技術(shù)

自動(dòng)化焊接技術(shù)利用傳感器檢測(cè)焊接運(yùn)動(dòng)，控制器檢測(cè)控制信息，通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化。焊接自動(dòng)化應(yīng)用很多技術(shù)，其中最核心的技術(shù)為：機(jī)械技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)械技術(shù)指的是有關(guān)機(jī)械機(jī)構(gòu)和利用這些機(jī)構(gòu)并傳遞運(yùn)動(dòng)的技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的過程中，需要很多焊接機(jī)械裝置，主要包括焊接工裝夾具、焊接變位機(jī)、焊接工件輸送裝置、焊接操作機(jī)和焊接機(jī)器人等。

傳感技術(shù)是指應(yīng)用傳感器，它是整個(gè)自動(dòng)化焊接系統(tǒng)的感受器官。傳感器的功能大小客觀的決定了焊接自動(dòng)化的程度高低。但是由于焊接的環(huán)境一般比較惡劣，增加了傳感器應(yīng)用的難度。所以焊接自動(dòng)化的傳感器技術(shù)的核心工作就是在如此惡劣的工作環(huán)境中，成功實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、迅速的檢測(cè)焊接運(yùn)動(dòng)。

自動(dòng)控制技術(shù)指的是基本控制理論。在該控制理論的指導(dǎo)下，在實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的過程中，根據(jù)焊接工藝和質(zhì)量的要求，對(duì)系統(tǒng)和控制裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)；經(jīng)過各個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn)和調(diào)試，最后形成可以應(yīng)用在焊接自動(dòng)化中的系統(tǒng)。

伺服傳動(dòng)技術(shù)指的對(duì)焊接機(jī)械運(yùn)作過程中的動(dòng)力源的控制技術(shù)。動(dòng)力源指的就是某些執(zhí)行裝置。這種控制技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗梢詻Q定自動(dòng)化系統(tǒng)的性能、質(zhì)量和功能。

從整個(gè)焊接自動(dòng)化系統(tǒng)整體出發(fā)應(yīng)用的各種技術(shù)就是系統(tǒng)技術(shù)。從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為基礎(chǔ)，將這個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)分解為多個(gè)相互聯(lián)系的功能模塊。將各個(gè)功能模塊再次進(jìn)行分解，直至分解成最基本的功能單元。從基本功能單元出發(fā)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體功能設(shè)計(jì)。

3.自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

我國的自動(dòng)化焊接技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)針對(duì)客戶的不同需求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)出不同的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)。我國的自動(dòng)化焊接技術(shù)呈現(xiàn)出了如下的趨勢(shì)。

3.1自動(dòng)化技術(shù)的精密高效化

隨著自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化焊接技術(shù)在質(zhì)量、效率、準(zhǔn)確度上的要求都有所提高。這就要求自動(dòng)化焊接系統(tǒng)能夠高效的處理系統(tǒng)中的信息，系統(tǒng)中各個(gè)模塊響應(yīng)迅速，電氣和機(jī)械裝置的控制非常精密，系統(tǒng)中各個(gè)部件都能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.2自動(dòng)化技術(shù)的智能化

焊接的自動(dòng)化裝備使用了很多諸如視覺、激光、傳感、圖像處理、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)等的智能控制技術(shù)。所以焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的核心內(nèi)容，也是我們?cè)诤附幼詣?dòng)化研究過程中的重點(diǎn)。智能化的焊接過程，不但可以通過指令的控制完成整個(gè)焊接過程，而且可以根據(jù)不同焊接場景表現(xiàn)出來的特點(diǎn)來調(diào)整焊接參數(shù)。

3.3自動(dòng)化技術(shù)的柔性化

隨著生產(chǎn)水平的不斷提升，對(duì)于焊接自動(dòng)化的要求也在不斷提高，現(xiàn)在有設(shè)備已經(jīng)不能再滿足于只生產(chǎn)某一種特定的工件，而是漸漸提出了使用同一臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)同種類型甚至不同種類型工件的不同規(guī)格工件的自動(dòng)化加工。這就對(duì)焊接自動(dòng)化技術(shù)提出了更高規(guī)格的要求，不但要求精確度，而且要求系統(tǒng)具有柔性化可重復(fù)利用性。只有實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的柔性化設(shè)計(jì)，才能更好的提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。焊接自動(dòng)化裝備廣泛采用現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多品種產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)。

3.4自動(dòng)化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化

隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展，智能化接口、遠(yuǎn)程通信技術(shù)的不斷完善，這些都為焊接自動(dòng)化裝備實(shí)現(xiàn)一體化管理提供了可能。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化控制，利用了相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)，在自動(dòng)化系統(tǒng)的工作過程中將焊接過程、質(zhì)量信息、生產(chǎn)管理等所有的信息通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，這樣可以增加操作的方便度和安全程度，不管是編程、監(jiān)控還是檢修、診斷都可以遠(yuǎn)距離的實(shí)現(xiàn)。

3.5自動(dòng)化技術(shù)的人性化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一些檢測(cè)系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了人機(jī)交互、控制參數(shù)等數(shù)字顯示技術(shù)。焊接自動(dòng)化系統(tǒng)也不例外，焊接自動(dòng)化裝備也采用了數(shù)字化、圖形化的操作界面，在人機(jī)交互方面更加的方便和簡單。不再需要擁有什么專業(yè)的技術(shù)，只要是經(jīng)過簡單培訓(xùn)的工人都可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和管理，減少了投入的成本，增加了操作的可能性。

4.總結(jié)

提高自動(dòng)化水平是提高一個(gè)國家綜合國力的一部分，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接技術(shù)也在這自動(dòng)化水平之列。相較于國外，國內(nèi)的焊接自動(dòng)化水平的發(fā)展還有待提高，任重而道遠(yuǎn)。但是可喜的是我國焊接自動(dòng)化的發(fā)展速度還是比較穩(wěn)定的，一些技術(shù)也達(dá)到了國際先進(jìn)水平。在未來的焊接工藝中，繼續(xù)研究焊接方法、設(shè)備和材料，更大程度的提高焊接質(zhì)量和可靠性是十分必要的。隨著焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，中國焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展展示出如火如荼的架勢(shì)，自動(dòng)化、智能化時(shí)代也已經(jīng)到來。