焊接機器人技術的發(fā)展與應用研究

孫 靜

（天津城市建設管理職業(yè)技術學院 天津 300134）

焊接是工業(yè)建設中經常會用到的一種技術，其焊接水平及工藝直接會對產品的品質產生影響。隨著我國社會建設工作的大力開展，焊接技術應用的領域變得越來越廣，同時對于焊接技術也提出了更高的要求。焊接機器人出現(xiàn)，不僅提升了焊接的精度及效能，也使焊接中對人體產生危害的電弧、煙塵得到了更好的控制。通過分析焊接機器人應用的主要優(yōu)勢，了解焊接機器人技術的主要應用，為未來焊接機器人技術的應用與拓展，打下堅實的基礎，正好的服務于我國的社會建設事業(yè)。

一、焊接機器人應用的主要優(yōu)勢

（一）更好地保證了勞動者的健康

在傳統(tǒng)焊接作業(yè)的環(huán)境之下，人們通過要適應各種復雜的作業(yè)環(huán)境，不僅會對作業(yè)者的身體造成一定的損害，同時也會降低整個工程的安全系數。焊接機器人的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)焊接方式帶來的弊端，不但可以適應各種條件惡劣的環(huán)境，同時也能提升整個焊接過程的安全系數，降低了整體作業(yè)的勞動強度，提升了產品的生產效能，縮短了產品的生產周期，對于整個工業(yè)產品的升級換代，具有重要的指導意義。

（二）提升了焊接的品質

焊接機器人作業(yè)之前，技術人員可以根據企業(yè)的品質要求，通過對電流、電壓及速度的控制，使焊接的品質得到更好的控制。同時，焊接機器人還能避免傳統(tǒng)焊接技術中人為主觀因素對焊接品質產生的消極作用。

（三）能夠更好的保證生產的效能

焊接機器人技術的應用，能夠根據生產的要求進行流速、電流、電壓等相關參數的控制，從而更好的保證了生產的效能。與此同時，焊接機器人能夠實現(xiàn)24h不間斷作業(yè)，技術人員可以根據生產計劃及定單的需求，對焊接機器人的相關參數進行調整，從而使企業(yè)能夠按照原定的計劃開展相關的工作，提升了整體工作的效能。

二、焊接機器人技術的主要應用

（一）當前機器人焊接工藝主要使用的方法

氣體保護焊是當前世界應用較為廣泛的一種焊接方式，通過融化極氬弧焊、富氬混合氣體保護焊、鎢極氬氣保護焊等方式，一些焊接技術較為先進的國家則采用TIME、熱絲等離子、TIG焊等形式進行焊接，通過這些方法不僅能夠提升整體焊接的品質，同時也能更好地提升焊接的熔敷效能及焊接的效率。

（二）焊接跟蹤技術的應用

焊接跟蹤技術主要是機器人對實際焊接環(huán)境進行跟蹤檢查，按照焊縫的要求對設計要求，進行相關參數的調整，使焊接的品質得到更好的控制。焊接跟蹤技術主要應用傳感器作為設備的通信的介質，傳感器又分為光傳感器及電弧傳感器兩種智能傳感的形式，光傳感器主要利用計算機及視覺傳感技術的結合應用，實現(xiàn)對焊縫數據誤差值的分析，從而使焊接機器人能夠更好的適應焊接環(huán)境的改變；電弧傳感器則是通過電弧進行偏差數據的獲取，焊縫跟蹤技術主要以控制理論作為依據，使焊接的安全性能得以更好的展現(xiàn)。

（三）路徑規(guī)劃及離線編程技術的應用

機器人離線編程主要利用計算機虛擬技術及圖形技術，通過機器人能夠識別的程序語言，構建一個虛擬作業(yè)的工作環(huán)境，在未使用機器人狀態(tài)之下，進行空間及運動路徑的模擬，從而使機器人的程序變得更加完善?？茖W水平的不斷提升，焊接機器人智能化已經成為社會建設工作開展的必然選擇。

（四）多機器人協(xié)作控制技術的應用

多機器人協(xié)作主要通過控制功能，對多個機器人能夠合理地進行工作的協(xié)調，共同努力完成一項工作目標。多機器人協(xié)作功能的實現(xiàn)，不但可以指派一個機器人進行焊接任務的完成，同時也可以通過多個機器人進行協(xié)調配合，共同完成一個統(tǒng)一的目標，這便對于多機器人控制程序提出了更高的要求，不僅需要系統(tǒng)具備多智能控制的功能，同時還要確保每個機器人作業(yè)的獨立性，使協(xié)調控制技術得到更好的完善。

（五）專用弧焊電源技術的應用

焊接機器人除了在系統(tǒng)設計及控制技術功能逐步完善之外，同時還要對弧焊電源技術給予足夠的重視，當前電源焊接技術已經從單片機晶體管時代擴展到（MIG/MAG）時代，時代的進步，也使弧焊電源得到了更好的更新。當前弧焊電源已經向著數字化的方向邁進，焊接作業(yè)的參數以數字化的形式進行展示，不僅能夠提升焊接的安全性能，也能更好地避免外界因素對于焊接品質產生的影響，從而能夠使弧焊電源技術得到更好的應用，提升了整體焊接的品質。[1-4]

三、未來焊接機器人技術應用的主要方向

焊接機器人技術是社會建設工作開展的必然產物，隨著AI技術、傳感技術、虛擬技術的結合使用，焊接機器人系統(tǒng)的容錯能力會得到更好的提升，數據處理的效能及準確性都會得到更好的改善。與此同時，利用虛擬場景模擬技術的應用，能夠將圖形技術與3D場景進行有機融合，從而實現(xiàn)虛擬遙控的功能。此外，多智能焊接系統(tǒng)的出現(xiàn)，也使多臺機器人協(xié)調配合功能得以更好的完善，能夠共同完成相對復雜的焊接作業(yè)，利用多智能及傳感技術的有機融合，能夠使焊接機器人系統(tǒng)的數據分析功能得到更好的優(yōu)化，數據處理的效率得到更好的保障，提升整體工作的效率。模糊技術與神經控制是未來智能化系統(tǒng)建設的主旨目標，實現(xiàn)二者功能的有效結合，提升機器人作業(yè)的范圍及執(zhí)行的精度，是未來焊接機器人智能控制功能完善的主要努力方向。

（一）智能化技術的應用

科技進步不僅改變了人們的生活，更推動了智能化技術應用的進程，AI、自動化技術的結合應用，推動了社會建設各領域的智能化進程，智能化技術在焊接機器人行業(yè)中的應用，使焊接行業(yè)的控制水平得到了較大的提升。雖然當前智能化技術單體應用在訓練樣本及拓撲結構上，還存有一定的缺陷。但伴隨神經學與模糊控制學先進計算技術的應用，已經實現(xiàn)了理論與控制實施的完美對接，利用二者技術的互補性，能夠提升整體控制的精度，提升焊接機器人整體的智能化控制能力。[5]

（二）多智能焊接機器人系統(tǒng)技術的應用

多智能焊接機器人系統(tǒng)技術主要以單體機器人智能技術衍生出技術，利用此項系統(tǒng)能夠實現(xiàn)將多個單體機器人利用合理的程序控制系統(tǒng)，組合成為一個完整的多智能化系統(tǒng)，將相關的工作與任務進行有序的銜接，在程序的控制之下，完成各自的任務，從而實現(xiàn)總體建設的目標。多智能系統(tǒng)設計工作開展時，要依據整體的目標、控制要求、時間、功能等多種元素進行合理的分析，利用單體決策、執(zhí)行能力的實現(xiàn)，使各個單體智能焊接能夠實現(xiàn)通訊功能，進而開展緊密的合作活動，完成相對繁瑣的設計目標。

（三）虛擬現(xiàn)實技術的應用

虛擬技術是信息背景之下各行業(yè)經常會用到的一種先進技術，利用傳感、遠程控制、遙感等技術進行有機融合，將客觀存在的數據，錄入到系統(tǒng)之中，系統(tǒng)利用可視化成像及虛擬技術的結合應用，將現(xiàn)實與空間重組技術進行完美的融合，從而利用虛擬的場景對焊接期間存在的各種問題進行仔細的分析，達到虛擬控制的功能。利用虛擬技術，不僅能夠對焊接作業(yè)的方案進行必要的優(yōu)化，還能依據現(xiàn)場作業(yè)的實際，進行相關材料的計算，為焊接工作的開展節(jié)省大量的能源及材料支出，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經濟收益。[6]

（四）多傳感信息智能融合技術的應用

科學水平提升，使得傳感技術的產品功能及類別實現(xiàn)了整體性的完善，傳統(tǒng)的焊接機器人只能利用單一的傳感系統(tǒng)進行相關的決策，不但功能實現(xiàn)具有一定的局限性，同時也影響了整體的生產效能。多傳感信息智能融合技術的使用，不僅有效地改善了單一生產的效能，也使焊接機器人的生產、處理、整合能力得以更好地提升，進而使焊接機器人系統(tǒng)的運算能力得到了極大地提升，不僅保證了焊接的整體品質，更推動了焊接系統(tǒng)的智能化進程，對于社會各個領域的建設，具有重要的推廣意義。

四、結束語

綜上所述，通過焊接機器人技術的發(fā)展與應用研究分析，認識到焊接機器人應用的主要優(yōu)勢：更好地保證了勞動者的健康、提升了焊接的品質、能夠更好地保證生產的效能，分析焊接機器人技術的主要應用：當前機器人焊接工藝主要使用的方法、焊接跟蹤技術的應用、路徑規(guī)劃及離線編程技術的應用、多機器人協(xié)作控制技術的應用、專用弧焊電源技術的應用，未來焊接機器人技術應用的主要方向，相信科技水平的不斷完善及專業(yè)技術人員的共同努力之下，焊接機器人技術會得到更好的進步，為社會建設工作的有序開展及人們生活水平的提升，提供更加強大的助力。