關(guān)于機器人焊接技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用之探討

施如同

摘要：工業(yè)是我國的支柱性產(chǎn)業(yè)，因此對于工業(yè)必須要提高重視，焊接技術(shù)時工業(yè)中必須應(yīng)用的技術(shù)形式，在機械制造、電子等等領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。但是焊接現(xiàn)場污染比較嚴(yán)重，并且焊接是一項具有危險性的工作，各種有害氣體以及弧光對工作人員的健康不利，因此隨著科技的發(fā)展，焊接機器人產(chǎn)生，本文主要是對機器人焊接技術(shù)的研發(fā)以及應(yīng)用進行分析，對焊接機器人的目前研究現(xiàn)狀以及發(fā)展啊趨勢進行探討，希望提供參考。

關(guān)鍵詞：機器人焊接;技術(shù)研發(fā);應(yīng)用

焊接機器人是在科技的發(fā)展下產(chǎn)生的，對于焊接機器人在實際的應(yīng)用利用自動化系統(tǒng)可以對人力進行替代，減少焊接環(huán)境污染給人體的損傷，并且降低了勞動強度。利用焊接機器人可以提高焊接的效率，因此對于焊接機器人在我國的研發(fā)現(xiàn)狀以及存在的問題進行分析，可以有效提高焊接機器人的焊接質(zhì)量，在以后的應(yīng)用中更加智能化和個性化，可以靈活應(yīng)用。

1、焊接機器人國內(nèi)外現(xiàn)狀和趨勢分析

1.1國內(nèi)外現(xiàn)狀

焊接機器人從出現(xiàn)以及發(fā)展的過程中主要分為三個階段，第一階段是再現(xiàn)類型機器人，第二階段是感知類型機器人，第三階段是智能類型機器人。首先再現(xiàn)類型機器人是最為普遍使用的類型，對機器人進行程序的輸入，機器人按照特定程序就可以進行焊接工作，并且在焊接工作中可以對電流以及電壓等進行有效控制，達到理想的焊接效果。但是這種機器人工作這種比較死板，對于外界的變化不能夠感知，因此在使用時不夠靈活。對于感知類型機器人是在再現(xiàn)類型機器人的進一步提升，其中加入了傳感技術(shù)，因此對外界環(huán)境的變化具有一定的感知，對數(shù)據(jù)信息進行收集和整理，并且根據(jù)信息的運行軌跡不同，可以利用離線編程技術(shù)對傳感技術(shù)進行輔助。這樣可以有效提高工作效率，并且降低工作的強度，提升整個焊接的質(zhì)量，具有靈活性。智能類型機器人是隨著人工智能的發(fā)展而產(chǎn)生的機器人類型，這種機器人除了可以對外界環(huán)境進行感知之外，同時可以進行學(xué)習(xí)，具有人工智能的功能，模擬人的思維模式，具有邏輯思維以及判斷力，在不同的環(huán)境中，可以對周圍環(huán)境進行分析，并且根據(jù)環(huán)境的不同進行調(diào)整自身的適應(yīng)能力，目前對這種新型機器人仍然處于研究階段，符合未來的發(fā)展趨勢。

1.2發(fā)展趨勢分析

焊接機器人在未來的發(fā)展主要是朝著智能化、綜合性、合作化以及個性化的方向發(fā)展。焊接機器人在焊接時由于影響因素較多，并且焊接的過程比較復(fù)雜，因此具有多變性，對焊接機器人難以實現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建。對于這種情況，需要利用人工智能進行分析和改進，對信息容量進行確認(rèn)，并且利用焊接機器人的特點創(chuàng)造出智能化系統(tǒng)，通過智能化系統(tǒng)可以讓機器人更加靈活，對在周圍環(huán)境都是盈利更強。隨著科技的發(fā)展，焊接機器人在未來的發(fā)展中會融入更多的專業(yè)知識，比如電子通訊技術(shù)以及計算機技術(shù)等，可以對機器人進行有效的控制，通過軟硬件系統(tǒng)相結(jié)合可以對整體的運行質(zhì)量進行提升。實際應(yīng)用中可以以PC控制器為基礎(chǔ)，構(gòu)建先進的機器人系統(tǒng)，可以對聲音以及圖像進行判斷，通過提高綜合性，可以更好的開展工作。在焊接過程中流程比較復(fù)雜，并且優(yōu)勢焊接不能獨立完成，需要其他設(shè)備的輔助，因此焊接機器人在未來的發(fā)展趨勢是與其他設(shè)備協(xié)調(diào)工作，并且通過技術(shù)調(diào)控，找到焊接的目標(biāo)。焊接機器人可以與變位機協(xié)同工作站，協(xié)同合作可以創(chuàng)建系統(tǒng)通信，需要協(xié)調(diào)二者之間的配合，提高工作的質(zhì)量和效率，滿足復(fù)雜的焊接要求，將復(fù)雜的零件焊接的更加精準(zhǔn)。焊接機器人需要耿佳佳個性化的模式，具有靈活性，面對復(fù)雜的焊接環(huán)境以及焊接要求是可以達到理想的效果，個性化可以為后續(xù)的發(fā)展提供條件。

2、焊接機器人焊接工藝的研究現(xiàn)狀

2.1機器人焊接與人力焊接相比存在的問題

焊接機器人在進行焊接的過程中與人力焊接存在一定的區(qū)別，因為人力焊接可以利用人自己的判斷對電弧的聲音進行分析，根據(jù)聲音的不同可以了解到電弧的反沖力，并且利用人眼對熔池流動的情況進行觀察，可以做出判斷和決策。焊工在焊接過程中主要是通過專業(yè)知識的運用以及經(jīng)驗的積累對參數(shù)進行調(diào)節(jié)。在試焊過程中，根據(jù)焊接的要求以及周圍環(huán)境的變化，對焊接的工藝進行調(diào)整，從而提高焊接的水平，符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)階段焊接機器人在焊接工藝的研究過程中也呈現(xiàn)著良好的發(fā)展態(tài)勢，在實際使用中對于接頭的處理以及對焊縫的處理可以根據(jù)環(huán)境的實際情況對焊接工藝進行調(diào)整，但是目前焊接機器人的關(guān)鍵零部件仍然沒有實質(zhì)性的突破，并且高端產(chǎn)品比較少，缺乏創(chuàng)新意識，焊接機器人在發(fā)展中的水平比較低，中小企業(yè)較多，比較分散，對于機器人的檢測不夠健全，機器人的標(biāo)準(zhǔn)以及認(rèn)證流程有待完善。與人力焊接相比機器人必須要提前對程序進行設(shè)定，如果出現(xiàn)工況的變化無法及時調(diào)整施工工藝。人力可以通過觀察確定焊縫的位置，機器人在尋找焊縫位置時不夠精確，容易受到外界因素的影響。焊接機器人對焊接中的工藝調(diào)整重要是通過視覺系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)將工況傳輸之后進行調(diào)整，但是存在滯后性，因此視覺系統(tǒng)受到弧光的影響干擾了系統(tǒng)的正常運行。同時圖像處理不夠及時都對焊接過程的調(diào)整產(chǎn)生了阻礙作用。在進行多層焊接時焊工根據(jù)實際情況對決定多層焊接的工藝保證焊接的均勻和整齊，但是焊接機器人是根據(jù)確定的方式和流程進行焊接，對于坡口以及尺寸等的適應(yīng)能力較差。

但是焊接機器人在使用中也具有很大的優(yōu)勢，比如相較于人力焊接而言，機器人焊接更加具有穩(wěn)定性，根據(jù)事前定制的程序進行焊接，受到外界環(huán)境的影響小，并且對于一些重復(fù)性較強的焊接工作完成度較高。

3、機器人焊接的應(yīng)用

3.1機器人焊接的系統(tǒng)融合

機器人焊接系統(tǒng)融合是將焊接任務(wù)進行統(tǒng)籌規(guī)劃將軟硬件系統(tǒng)相結(jié)合統(tǒng)一調(diào)度控制，智能化焊接機頭可以應(yīng)用機頭上的焊接工藝傳感和工藝控制等實現(xiàn)焊接流程的優(yōu)化，在焊接過程中可以根據(jù)焊接的實際情況在焊接運行中實現(xiàn)人工的調(diào)整和干預(yù)機制。用全軟件高速波形控制技術(shù)，通過強制性高速送絲和焊絲回抽，實現(xiàn)極低飛濺焊接。機器人動作與焊接波形、送絲控制緊密結(jié)合，可以有效提升焊接的質(zhì)量和效果。

3.2機器人焊接過程模擬仿真

創(chuàng)建反應(yīng)問題的本質(zhì)學(xué)模型，就是對各量之間的微分方程及定解條件進行建立。并且建立物力模型，與現(xiàn)實相符合。將待解區(qū)域進行分割，分割成元素的集合。將物性數(shù)據(jù)導(dǎo)入以及其他參數(shù)。

3.3多機協(xié)同

多級協(xié)同就是多個機器人實行智能化的協(xié)調(diào)方式，將任務(wù)進行分工，多機器人的理想編程以及智能協(xié)作控制是一種巨大的挑戰(zhàn)。雙機器人協(xié)作需要控制運動的軌跡，并且對機器人提出了更高的要求，但機器人焊接比較簡單，容易控制，多級協(xié)同控制比較復(fù)雜。松協(xié)調(diào)是每個機器人在共享工作空間內(nèi)實行獨立的工作，緊協(xié)調(diào)是所有機器人共同完成一項給定的任務(wù)。

結(jié)束語：綜上所述，焊接機器人是科技發(fā)展的產(chǎn)物，對于實行高效的工作具有重要的意義，因此焊接機器人在未來的使用中會更加的廣泛，規(guī)模擴大。雖然目前焊接機器人在使用中還存在一些缺陷，但是通過智能化的發(fā)展，對逐漸對問題進行優(yōu)化，并且更加靈活多變，對于周圍環(huán)境具有更高的適應(yīng)性。焊接機器人在制造業(yè)以及工業(yè)的發(fā)展中具有更好的發(fā)展空間，因此應(yīng)該注重技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，提高焊接機器人的水平。

參考文獻：

[1]宋天虎，劉永華，陳樹君等.關(guān)于機器人焊接技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用之探討[J].焊接，2016（8）：1-10