焊接機(jī)器人技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀探討

費存華

（廣州數(shù)控設(shè)備有限公司，廣州 510530）

對于焊接機(jī)器人技術(shù)而言，在實際使用的過程中，其可通過自動化的焊接方式，替代傳統(tǒng)的人工焊接，以保證焊接產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀的一致性。我國在汽車工業(yè)方面與大型管道方面，已經(jīng)開始大量應(yīng)用焊接機(jī)器人技術(shù)，并形成高生產(chǎn)效率的發(fā)展模式，可降低人工勞動強(qiáng)度。焊接機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，并在科學(xué)的管理下，提升生產(chǎn)效率。

1 焊接機(jī)器人國內(nèi)外現(xiàn)狀與趨勢分析

1.1 國內(nèi)外的狀況

1959年，美國發(fā)明了第一臺工業(yè)機(jī)器人，促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。當(dāng)前，工業(yè)機(jī)器人受到廣泛關(guān)注與重視，其中，焊接機(jī)器人可以劃分為三個階段。

1.1.1 示教與再現(xiàn)類型的機(jī)器人

當(dāng)前，此類機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用在焊接生產(chǎn)中，并且機(jī)器人只需要工作人員編輯程序，為機(jī)器人提供相應(yīng)焊接電流、電壓、焊絲直徑等數(shù)據(jù)，就可以使得機(jī)器人進(jìn)行再現(xiàn)焊接，并達(dá)到理想的效果。但是，此類機(jī)器人無法獲取外部反饋數(shù)據(jù)信息，不利于提升應(yīng)變能力，無法合理地適應(yīng)外界環(huán)境變化情況。

1.1.2 感知類型的機(jī)器人

感知類型的機(jī)器人中添加了傳感技術(shù)（電弧傳感器，激光傳感器等），對于外界環(huán)境具備一定的感知能力，能夠獲取與處理信息數(shù)據(jù)，針對獲取的信息進(jìn)行軌跡控制，在傳感器技術(shù)使用期間，還可以結(jié)合離線編程技術(shù)對其進(jìn)行輔助處理，能夠進(jìn)一步降低編程的工作量，提升工作效率，并在積極設(shè)計與創(chuàng)新的過程中，提升整體表現(xiàn)的效果。

1.1.3 智能類型的機(jī)器人

此類機(jī)器人能夠?qū)ν獠凯h(huán)境進(jìn)行感知、記憶和學(xué)習(xí)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行自主編程，并且擁有邏輯思維與判斷能力，能夠進(jìn)行決策。在任何焊接環(huán)境中，機(jī)器人都能提升自身的適應(yīng)能力。但是，我國在機(jī)器人人工智能技術(shù)方面還處于探索階段。

1.2 發(fā)展趨勢分析

在未來實際應(yīng)用中，焊接機(jī)器人具備良好的發(fā)展前景，從技術(shù)的發(fā)展方向來看，焊接機(jī)器人與其他工業(yè)機(jī)器人一樣，會逐步將通用化、智能化、柔性化作為主要的發(fā)展方向。

1.2.1 智能化趨勢分析

焊接機(jī)器人在焊接期間會面臨復(fù)雜的流程，主要涉及電流電壓與熱變形方面的問題，受到各類因素的影響，難以創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型。因此，需針對現(xiàn)實情況進(jìn)行智能化分析，明確信息容量特點與計算特點等，創(chuàng)建焊接機(jī)器人的智能化系統(tǒng)，在合理分析與研究的情況下，更好地進(jìn)行處理[1]。

1.2.2 多學(xué)科交叉融合的趨勢分析

對于焊接機(jī)器人而言，在實際發(fā)展的過程中，會融入微電子技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)，將軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)融入其中，有利于提升整體處理效果。在實際發(fā)展的過程中，可將PC控制器作為主要依據(jù)，建設(shè)現(xiàn)代化的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，能夠?qū)⒙曇糇R別系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)等有效整合，更好地開展設(shè)計工作[2]。

1.2.3 多設(shè)備協(xié)調(diào)工作技術(shù)的趨勢分析

焊接機(jī)器人焊接產(chǎn)品的過程中，有時并不能獨自完成任務(wù)，通過先進(jìn)的調(diào)控技術(shù)，明確具體的方向與目標(biāo)，與變位機(jī)機(jī)構(gòu)或者其他焊接機(jī)器人合作。如圖1所示，焊接機(jī)器人與變位機(jī)協(xié)同工作站，二者可創(chuàng)建系統(tǒng)通信，其間需要協(xié)調(diào)好機(jī)器人與變位機(jī)的配合，保證二者能夠更好地完成工作，使其可以滿足焊接復(fù)雜工件的需求[3]。

圖1 焊接機(jī)器人與變位機(jī)協(xié)同工作站

1.2.4 個性化與網(wǎng)絡(luò)化的趨勢分析

在焊接機(jī)器人技術(shù)實際創(chuàng)新與研發(fā)期間，需合理使用控制系統(tǒng)，篩選最佳的傳感技術(shù)方式，并在虛擬機(jī)技術(shù)的支持下，創(chuàng)建個性化的模式，提升整體技術(shù)的使用效果，確保在新時期發(fā)展中提升焊接機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用水平，為其后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[4]。

2 焊接機(jī)器人焊接工藝的研究現(xiàn)狀分析

焊接機(jī)器人對焊縫進(jìn)行焊接，與焊工操作流程不會完全相同，主要因為在人工焊接期間，可以聽到焊接電弧聲音，能夠感知電弧反沖力情況，觀察熔池流動狀態(tài)，根據(jù)反饋信息的情況，更好地進(jìn)行焊接狀態(tài)的判斷。焊工可以利用自身的工作經(jīng)驗，對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如電弧長度參數(shù)、焊接電流、電壓參數(shù)等，在試焊的過程中，可改進(jìn)工藝提升整體焊接質(zhì)量，保證符合規(guī)定。

目前，在焊接機(jī)器人實際使用的過程中，能夠呈現(xiàn)良好的模式，并且在接頭與焊縫處理的過程中，能夠明確外界環(huán)境的實際情況，創(chuàng)建科學(xué)的調(diào)整機(jī)制，并利用科學(xué)方式開展熔透狀態(tài)的調(diào)整工作，確保在新時期發(fā)展中明確經(jīng)驗參數(shù)，創(chuàng)建科學(xué)的調(diào)整體系。在機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的過程中，雖然可以針對焊縫進(jìn)行合理的焊接處理，但是工作期間不能更好地應(yīng)變，缺乏經(jīng)驗參數(shù)，無法針對焊接內(nèi)容與工藝要求進(jìn)行嚴(yán)格的控制。因此，在實際研究的過程中，主要針對焊接機(jī)器人可靠性與有效性情況進(jìn)行分析，了解具體替代的人工內(nèi)容與特點，在合理分析的情況下，更好地研究細(xì)節(jié)問題，開展焊接機(jī)器人的研究與分析工作[5]。

部分學(xué)者已經(jīng)針對焊接機(jī)器人的應(yīng)用情況進(jìn)行研究，針對傳統(tǒng)熔化焊接方式與活性氣體保護(hù)焊接方式等進(jìn)行分析，明確電弧焊的實際特點與情況。焊接期間，會出現(xiàn)焊接電流增大的現(xiàn)象，因此，需開展焊接熱輸入分析工作，明確殘余應(yīng)力特點與焊接變形情況，并在研究的過程中更好地進(jìn)行分析與協(xié)調(diào)，確保可以滿足當(dāng)前的實際發(fā)展需求。

在實際運行的過程中，焊接機(jī)器人需明確具體的焊接特點與要求，了解焊槍自動擺動與停留特點，并在實際分析與研究的過程中了解自動化技術(shù)情況，創(chuàng)建自動化技術(shù)的應(yīng)用模式，保證在實際分析期間總結(jié)豐富經(jīng)驗，并針對具體內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格的分析與協(xié)調(diào)。為了更好地開展焊接機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新工作，我國已經(jīng)開始創(chuàng)建科學(xué)化與現(xiàn)代化的焊接機(jī)器人技術(shù)研發(fā)機(jī)制，并在科學(xué)研究中形成良好的分析體系，從而提升整體技術(shù)的分析與研發(fā)效果[6]。

3 結(jié)語

焊接機(jī)器人的應(yīng)用將會越來越普遍，雖然目前還存在的一些問題，但是隨著科技的進(jìn)步，它們會逐漸得到解決。鑒于焊接機(jī)器人在未來的制造與加工業(yè)中的地位越來越重要，人們應(yīng)該重視和發(fā)展該技術(shù)，關(guān)注國外的先進(jìn)技術(shù)，通過引進(jìn)、消化和提升從而走在前列。

[1]楊立山，張昊，王馳.工業(yè)焊接機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展分析[J].科技風(fēng)，2017，（5）：17.

[2]王月.焊接機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].商品與質(zhì)量，2016，（32）：144.

[3]張元良，顧俊.焊接機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探索[J].才智，2017，（26）：252-253.

[4]劉超超.淺析焊接機(jī)器人技術(shù)及發(fā)展方向[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（16）：2.

[5]莫明朝.焊接智能化與智能化焊接機(jī)器人技術(shù)研究[J].中國科技縱橫，2017，（9）：81-82.

[6]張堅.焊接機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017，（31）：2312.