機(jī)器人在焊接作業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來趨勢分析

鄭太平

【摘?要】科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)械制造領(lǐng)域原有的手焊技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化焊接的實際需求，并且隨著機(jī)械設(shè)備的組成日趨復(fù)雜，對焊接技術(shù)的要求也越來越嚴(yán)格。因此，如何靈活地將自動化技術(shù)應(yīng)用在工程機(jī)械焊接工作中，并利用技術(shù)的優(yōu)勢彌補(bǔ)傳統(tǒng)手焊技術(shù)存在的不足至關(guān)重要，可以最大限度地提升作業(yè)質(zhì)量，保障作業(yè)效率，還可以解決焊接精度不足的問題。本文針對工程機(jī)械焊接自動化技術(shù)進(jìn)行分析研究，具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】機(jī)器人;焊接;應(yīng)用;現(xiàn)狀;趨勢

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以后，伴隨著我國的經(jīng)濟(jì)的飛速的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷的提高，但是我國的人口老齡化現(xiàn)象卻是十分嚴(yán)重。根據(jù)焊接環(huán)境的惡劣以及焊接工人逐年減少的趨勢，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，從而使焊接產(chǎn)量在逐年的增加，這就說明了焊接的工作量在逐漸的加大。為了解決這樣的問題，焊接機(jī)器人開始在工廠中逐漸出現(xiàn)。但是焊接機(jī)器人和焊工相比較，焊接機(jī)器人的工作方式比較的單一，而焊工可以憑借著自己的經(jīng)驗，對焊件進(jìn)行預(yù)想的加工和改造，從而達(dá)到預(yù)期效果。但是相比于焊工，焊接機(jī)器人不僅可以大大的提高工作效率，還可改善焊接技術(shù)人員的工作環(huán)境。焊接機(jī)器人目前在我國有著非常重要的地位，對我國的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)揮著非常重要的作用。

1焊接機(jī)器人概述

焊接機(jī)器人顧名思義就是由焊接設(shè)備、機(jī)器人兩部分構(gòu)成，通過遠(yuǎn)程操控機(jī)器人實施焊接技術(shù)，可不受周邊環(huán)境的影響，有效避免了環(huán)境、溫度對人工作業(yè)的影響。焊接在機(jī)械制造中具有十分重要的地位，對設(shè)備的安全、穩(wěn)定有著重要的影響，焊接機(jī)器人也屬于工業(yè)機(jī)器人，將焊鉗、焊槍安裝在機(jī)器人的末軸處，使機(jī)器人具備切割、焊接的技能。在工業(yè)生產(chǎn)制造中應(yīng)用焊接機(jī)器人還具備幾個方面的優(yōu)點：第一，機(jī)器人的工作狀態(tài)較為穩(wěn)定，有效提升焊接的水平和質(zhì)量，只要在前期的規(guī)劃工作中，將焊接機(jī)器人工作的內(nèi)容和焊縫軌跡進(jìn)行規(guī)劃，就可以保證其在不斷電的狀態(tài)下能穩(wěn)定工作。第二，機(jī)器人在工作狀態(tài)穩(wěn)定的同時，還能有效提升工作效率，我們常說“像個機(jī)器人一樣工作”，焊接機(jī)器人開始運(yùn)行工作時，能保持高效的工作效率，可以24小時工作，避免時間的浪費(fèi)。第三，有效改善了工人的工作條件，機(jī)器人對工作的環(huán)境要求較低，完全能夠在人無法工作的環(huán)境條件下依舊保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。同時，焊接機(jī)器人也存在一定的缺點，第一，在前期，應(yīng)充分準(zhǔn)備好焊接作業(yè)所需的技術(shù)條件，如果出現(xiàn)異常情況，機(jī)器人就會停止工作，對生產(chǎn)制造造成不利影響。第二，焊接機(jī)器人的日常維護(hù)、養(yǎng)護(hù)工作較為復(fù)雜、繁瑣，不僅需要對機(jī)械、電氣方面進(jìn)行維護(hù)，還需要對預(yù)設(shè)的操作系統(tǒng)等一些軟件進(jìn)行維護(hù)，而且，機(jī)械方面出現(xiàn)故障比較容易解決，但是系統(tǒng)上出現(xiàn)bug就會嚴(yán)重影響機(jī)器人穩(wěn)定的工作狀態(tài)，情況嚴(yán)重時還會出現(xiàn)宕機(jī)的現(xiàn)象。

2焊接機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1復(fù)雜焊件焊接編程問題

機(jī)器人的焊接件主要由教程和焊接藝術(shù)編程兩部分組成。對于相對復(fù)雜的焊縫，焊縫相對較高。在這種情況下，演示編程花費(fèi)了大量時間。但是，大多數(shù)焊縫都需要創(chuàng)建和啟用多個參數(shù)點，這可能會導(dǎo)致大量工作。編寫和調(diào)試所花費(fèi)的時間降低了公司的競爭力。更改焊接機(jī)器人和焊接焊縫之間的相對位置會導(dǎo)致重新教學(xué)中出現(xiàn)問題。焊接機(jī)器人的焊接編程主要用于通過顯示控制來控制人行道。當(dāng)焊機(jī)到達(dá)預(yù)定的焊接點時，如果焊接件和機(jī)器人的位置發(fā)生變化，程序會浪費(fèi)大量的時間。

2.2自動焊接與其他技術(shù)設(shè)備配合不足

機(jī)械自動化技術(shù)雖然是未來的趨勢之一，但焊接自動化與其他部門設(shè)備在我國工程實際應(yīng)用中的使用仍存在一定的差異，無法有效地整合。為此，企業(yè)應(yīng)不斷提高各部門的自動化程度。同時，應(yīng)填補(bǔ)傳統(tǒng)工程部門之間的信息空白，加強(qiáng)各部門之間的信息交流，從而提高整個工程的自動化程度。

3焊接機(jī)器人發(fā)展趨勢

3.1對焊接機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化

工程機(jī)械焊接自動化技術(shù)主要指的是從工業(yè)發(fā)展的實際情況出發(fā)，從整體與系統(tǒng)的角度出發(fā)，在尊重傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，將電子技術(shù)、自動控制技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等一系列技術(shù)進(jìn)行有效組織與整合，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的高效化、低耗化與自動化。計算機(jī)是工程機(jī)械焊接自動化技術(shù)的核心與基礎(chǔ)，操作人員可以通過各種儀器、儀表和傳感器等部件觀察參數(shù)的變化，遠(yuǎn)程完成焊接作業(yè)。同時系統(tǒng)還可以進(jìn)行自我診斷和自我修復(fù)，對工程機(jī)械制造的整個過程進(jìn)行實時跟蹤與檢測，操作人員結(jié)合數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的掌控與監(jiān)督。工程機(jī)械焊接自動化技術(shù)具有一定的開放性與綜合性，對工程工藝指標(biāo)和既有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析與考察，就可以準(zhǔn)確地、科學(xué)地確定工藝參數(shù)，從而為后期的工程機(jī)械制造奠定良好基礎(chǔ)。

3.2焊接機(jī)器人的傳感技術(shù)

在焊接機(jī)器人進(jìn)行工作時，傳感器發(fā)揮了巨大的作用，通過傳感器，可以控制焊接機(jī)器人的工作位置、工作速度等，同時，為了確保部分焊接點位的精確度，還會在焊接機(jī)器人上配備壓力傳感器、激光傳感器等。但是這些傳感器在惡劣的環(huán)境下，無法精確的確定焊接點位，具有一定的誤差。因此，在未來的焊接機(jī)器人中，傳感技術(shù)會從聲覺、觸覺、視覺等偏向于人類功能的發(fā)現(xiàn)發(fā)展。

3.3機(jī)器人控制技術(shù)

隨著科學(xué)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的技術(shù)手段為各行各業(yè)也帶來了很多便捷，其中焊接技術(shù)被大量地應(yīng)用在機(jī)器人制造中，現(xiàn)如今，也獲得了令人稱贊的成績和效果，可以說該技術(shù)未來發(fā)展具有很廣闊的前景。而機(jī)器人控制技術(shù)又分為以下幾種，比如，視覺控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)或者是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，每一種技術(shù)都發(fā)揮著不同的作用?！耙曈X控制技術(shù)”主要是指通過視覺傳感器，對機(jī)器人焊接的地方展開深層次處理，隨后再將所收集到的圖像、信號及時錄入計算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步為工作人員帶來有力數(shù)據(jù)支持，最后，經(jīng)過對數(shù)據(jù)信息的分析與處理準(zhǔn)確焊接機(jī)器人的位置。

結(jié)束語

焊接機(jī)器人在一定程度上改善了焊工操作者的工作環(huán)境。焊接機(jī)器人的能源和驅(qū)動方式選用是研發(fā)設(shè)計過程中重要環(huán)節(jié)。文中對焊接機(jī)器人的分類及驅(qū)動方式進(jìn)行了闡述，分析了當(dāng)前焊接機(jī)器人采用的主要驅(qū)動方式，對企業(yè)或研發(fā)人員進(jìn)行焊接機(jī)器人設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義

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（作者單位：河南工學(xué)院）