焊接機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

孫麗娟

摘 要：近年來，伴隨著經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展，焊接機(jī)器人技術(shù)在焊接的過程當(dāng)中應(yīng)用逐漸推廣，極大便利了焊接工作，提高了焊接的質(zhì)量和效率。但是，目前來看，焊接機(jī)器人技術(shù)在應(yīng)用研究的過程當(dāng)中，依然存在著問題，需要相關(guān)的工作人員，進(jìn)一步提高焊接機(jī)器人的技術(shù)，優(yōu)化其應(yīng)用效果。本文將通過分析焊接機(jī)器人技術(shù)研究的現(xiàn)狀，進(jìn)一步提高焊接機(jī)器人的技術(shù)，培養(yǎng)焊接機(jī)器人自動化的專業(yè)人才，推動焊接行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：焊接機(jī)器人; 發(fā)展現(xiàn)狀; 發(fā)展趨勢; 智能控制

當(dāng)代信息工業(yè)3.0廣泛應(yīng)用電子與信息技術(shù)，使制造過程自動化控制程度進(jìn)一步提高，生產(chǎn)效率、良品率、分工合作、設(shè)備的有效使用都得到了前所未有的提高，企業(yè)大量采用由PC、PLC等真正電子、信息技術(shù)自動化控制的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。由此可見，機(jī)器正在逐步替代人類作業(yè)。

焊接機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)上也得到了廣泛地使用，很大程度的改善了生產(chǎn)條件、提高了生產(chǎn)效率，焊接質(zhì)量也得到了提升。

一、焊接機(jī)器人加工的優(yōu)勢

1.加工質(zhì)量高，穩(wěn)定性好。焊接機(jī)器人加工質(zhì)量以數(shù)值的形式反映出來，取決于加工工藝的制定及設(shè)備的精度。而且，機(jī)器人焊接還可以在加工前進(jìn)行跟蹤運(yùn)行，提前感知焊接過程中可能會出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并加以解決。這一點手工焊接是不能完全實施的，而且對于手工焊接，焊接機(jī)器人與加工過程中的人為因素?zé)o關(guān)，而這也正是影響手工焊接質(zhì)量的主要原因。

2.提高勞動生產(chǎn)率。與手工焊接相比，可以在惡劣的工作環(huán)境下工作，焊接機(jī)器人加工是提高生產(chǎn)效率的有效方法。焊接機(jī)器人能夠長時間驚醒焊接工作，彌補(bǔ)了人工焊接需要休息的短板，能夠通過后臺電腦奧德設(shè)定驚醒特定時間的工作，極大提高了焊接工作的效率。并且，伴隨著科技興國與人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的進(jìn)一步推動，機(jī)械化設(shè)備的專業(yè)人才源源不斷，為我國焊接等各個行業(yè)提供了高質(zhì)量的工作辦法，有利于進(jìn)一步解放雙手，提高生產(chǎn)工作效率。

3.可在惡劣條件下工作。焊接機(jī)器人能夠在很大程度上克服自然環(huán)境的惡劣程度，在人類不方便進(jìn)行工作的條件下進(jìn)行工作。目前，我國的焊接機(jī)器人技術(shù)集中應(yīng)用于鑄造制造行業(yè)，逐漸成為制造行業(yè)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。由于是機(jī)器人操作，焊接機(jī)器人技術(shù)能夠克服人類無法適應(yīng)的惡劣環(huán)境，在機(jī)械設(shè)備的制造過程中能夠保證連續(xù)工作，在極大的提高了工作效率與焊接質(zhì)量的同時，改善工作環(huán)境。比如，在進(jìn)行航空航天技術(shù)設(shè)備的制造時，焊接機(jī)器人能夠克服特定條件下的工作阻力，保證焊接工作的進(jìn)行。除此之外，焊接機(jī)器人不同于人類的最大特點是，焊接機(jī)器人可以連續(xù)工作，面對高強(qiáng)度的焊接工作任務(wù)，可以充分發(fā)揮焊接機(jī)器人技術(shù)的優(yōu)勢，最大程度上減輕勞動的強(qiáng)度，通過機(jī)器設(shè)備進(jìn)行工作，進(jìn)一步推動焊接工作的進(jìn)行。

二、焊接機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀

焊接機(jī)器人按照產(chǎn)地主要有三類，分別是日系、歐系和美系。歐洲焊接機(jī)器人生產(chǎn)廠家有德國的KUKA、CLOGS，瑞典的ABB及意大利的COMAU等企業(yè);日本主要的焊接機(jī)器人廠家有Fanuc、Motoman以及OTC等。近幾年國內(nèi)的焊接機(jī)器人也有了一定的發(fā)展，主要有昆山華恒、唐山開元、沈陽新松及煙臺得利安等品牌，在工業(yè)生產(chǎn)及院校教學(xué)上都得到了廣泛的應(yīng)用。

焊接機(jī)器人集焊接技術(shù)、計算機(jī)控制、數(shù)控加工等知識領(lǐng)域，在制造業(yè)中的應(yīng)用數(shù)量逐年增加，推動了人們對焊接機(jī)器人的研究。

1.機(jī)器人焊接工藝。焊接機(jī)器人常用的焊接方法有氣體保護(hù)焊、鎢極氬氣保護(hù)焊、等離子弧焊以及激光焊。目前，國外弧焊機(jī)器人操作工藝采用高速及高效氣體保護(hù)焊接工藝，如雙絲氣體保護(hù)焊、熱絲TIG焊、熱絲等離子焊等先進(jìn)的工藝方法，這些工藝方法不但可以有效地保證優(yōu)良的焊接接頭，還可以使焊接速度和熔敷效率提高數(shù)倍至幾十倍。國內(nèi)在這些方面也有一定的研究，如需提高焊接機(jī)器人加工質(zhì)量，焊接工藝的研究也是一項重要的課題。

2.焊接機(jī)器人仿真。機(jī)器人焊接仿真技術(shù)在教學(xué)過程中優(yōu)勢頗多，在仿真過程中使用機(jī)器人理論和CAD/CAM等技術(shù)，以動畫形式呈現(xiàn)出來，再對機(jī)器人進(jìn)行控制，實現(xiàn)焊接機(jī)器人加工的真實環(huán)境仿真模擬，自動生成加工程序，加工工件，并對過程進(jìn)行評判。目前，焊接機(jī)器人離線仿真編程在企業(yè)生產(chǎn)中已初具規(guī)模。但是，還亟需進(jìn)一步的推廣和使用，特別是高技能人才培養(yǎng)的職業(yè)院校，焊接機(jī)器人模擬仿真在教學(xué)上的推廣應(yīng)用勢在必行。

3.焊接機(jī)器人定位精度問題有待解決。焊接機(jī)器人作為高精度的機(jī)械加工設(shè)備，雖然近幾年已經(jīng)有了一定程度的改善，但是還存在重復(fù)定位精度高，而絕對定位精度低的問題，如果要提高重復(fù)定位精度需要對硬件本身進(jìn)行研發(fā)改進(jìn)，而絕對定位精度則可以通過標(biāo)定等方法對機(jī)器人控制器中的參數(shù)進(jìn)行修正，以提高機(jī)器人的位姿精度，隨著離線編程的興起，提高焊接機(jī)器人的絕對定位精度顯得尤為重要。

三、未來焊接機(jī)器人的發(fā)展方向

1.向更智能化方向發(fā)展。未來焊接機(jī)器人與其它工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方向一致，旨在提高焊接機(jī)器人對加工模式及工作環(huán)境的識別能力，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，并提出解決方案，加以實施，創(chuàng)建能夠從有限的數(shù)據(jù)中快速學(xué)習(xí)的系統(tǒng)，這也就是創(chuàng)造人工智能，智能化的程度取決于人們對于它的進(jìn)一步理解。

2.焊接機(jī)器人離線編程仿真技術(shù)的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用已成為自動化程度的重要標(biāo)志之一，焊接機(jī)器人也快速應(yīng)用于生產(chǎn)中，目前使用的示教再現(xiàn)編程耗時長，機(jī)器人長期處于空置狀態(tài)，影響加工效率。

離線編程及計算機(jī)仿真技術(shù)將工藝分析、程序編制、工藝調(diào)整等工作集中于離線操作，不影響焊接機(jī)器人的正常生產(chǎn)，這將在提高生產(chǎn)率方面起到積極的作用。

3.機(jī)器人群組式處理任務(wù)。工業(yè)上，可以根據(jù)生產(chǎn)需要將各種功能的機(jī)器人組裝成一個群組加工平臺，平臺匯集了多種加工功能，完成不同任務(wù)的處理，更適用于流水線式生產(chǎn)操作。群組加工平臺代替單一的執(zhí)行任務(wù)后，還可以進(jìn)一步與人工智能相結(jié)合，更大程度的實現(xiàn)群體機(jī)器人的集中控制，使工業(yè)生產(chǎn)更加智能化、集成化。

4.能量和能源。隨著各類機(jī)器人的快速發(fā)展，加工功能更加完善。但是，能量存儲是移動機(jī)器人的主要瓶頸，制約著機(jī)器人的研發(fā)制造。隨著未來儲電技術(shù)的推進(jìn)，焊接機(jī)器人的加工功能會更加齊全，生產(chǎn)過程會更加便捷，而且焊接機(jī)器人可能會走出車間，增加焊接機(jī)器人的實用性。由此可見，蓄電能力的提升與機(jī)器人的功能完善就顯得同等重要。

四、結(jié)語

綜上所述，我國的焊接機(jī)器人技術(shù)在近年來已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步與發(fā)展，在很大程度上解放了人工勞動生產(chǎn)力，推動了我國機(jī)械設(shè)備制造焊接環(huán)節(jié)上的工作水平的提高，從而有利于我國機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)與完善。焊接機(jī)器人技術(shù)在我國擁有廣闊發(fā)展空間，需要經(jīng)過專業(yè)人才的技術(shù)提高，實現(xiàn)國內(nèi)焊接的機(jī)械化生產(chǎn)。盡管目前我國焊接機(jī)械化仍然存在問題，需要進(jìn)一步的改進(jìn)與提高，但是，相信在專業(yè)人才的進(jìn)一步推動下，我國的焊接機(jī)器人技術(shù)一定能夠進(jìn)一步優(yōu)化，推動焊接行業(yè)的進(jìn)步，推動我國制造業(yè)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]許燕玲，林濤，陳善本.焊接機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀與研究發(fā)展趨勢[J].金屬加工，2010，（8） ：32-36.