關于機器人焊接技術的研發與應用之探討

施如同

摘要：工業是我國的支柱性產業，因此對于工業必須要提高重視，焊接技術時工業中必須應用的技術形式，在機械制造、電子等等領域中都有廣泛的應用。但是焊接現場污染比較嚴重，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，因此隨著科技的發展，焊接機器人產生，本文主要是對機器人焊接技術的研發以及應用進行分析，對焊接機器人的目前研究現狀以及發展啊趨勢進行探討，希望提供參考。

關鍵詞：機器人焊接;技術研發;應用

焊接機器人是在科技的發展下產生的，對于焊接機器人在實際的應用利用自動化系統可以對人力進行替代，減少焊接環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現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量，在以后的應用中更加智能化和個性化，可以靈活應用。

1、焊接機器人國內外現狀和趨勢分析

1.1國內外現狀

焊接機器人從出現以及發展的過程中主要分為三個階段，第一階段是再現類型機器人，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類型機器人的進一步提升，其中加入了傳感技術，因此對外界環境的變化具有一定的感知，對數據信息進行收集和整理，并且根據信息的運行軌跡不同，可以利用離線編程技術對傳感技術進行輔助。這樣可以有效提高工作效率，并且降低工作的強度，提升整個焊接的質量，具有靈活性。智能類型機器人是隨著人工智能的發展而產生的機器人類型，這種機器人除了可以對外界環境進行感知之外，同時可以進行學習，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，在不同的環境中，可以對周圍環境進行分析，并且根據環境的不同進行調整自身的適應能力，目前對這種新型機器人仍然處于研究階段，符合未來的發展趨勢。

1.2發展趨勢分析

焊接機器人在未來的發展主要是朝著智能化、綜合性、合作化以及個性化的方向發展。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雜，因此具有多變性，對焊接機器人難以實現數學模型的創建。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，并且利用焊接機器人的特點創造出智能化系統，通過智能化系統可以讓機器人更加靈活，對在周圍環境都是盈利更強。隨著科技的發展，焊接機器人在未來的發展中會融入更多的專業知識，比如電子通訊技術以及計算機技術等，可以對機器人進行有效的控制，通過軟硬件系統相結合可以對整體的運行質量進行提升。實際應用中可以以PC控制器為基礎，構建先進的機器人系統，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雜，并且優勢焊接不能獨立完成，需要其他設備的輔助，因此焊接機器人在未來的發展趨勢是與其他設備協調工作，并且通過技術調控，找到焊接的目標。焊接機器人可以與變位機協同工作站，協同合作可以創建系統通信，需要協調二者之間的配合，提高工作的質量和效率，滿足復雜的焊接要求，將復雜的零件焊接的更加精準。焊接機器人需要耿佳佳個性化的模式，具有靈活性，面對復雜的焊接環境以及焊接要求是可以達到理想的效果，個性化可以為后續的發展提供條件。

2、焊接機器人焊接工藝的研究現狀

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知識的運用以及經驗的積累對參數進行調節。在試焊過程中，根據焊接的要求以及周圍環境的變化，對焊接的工藝進行調整，從而提高焊接的水平，符合規定的標準。現階段焊接機器人在焊接工藝的研究過程中也呈現著良好的發展態勢，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環境的實際情況對焊接工藝進行調整，但是目前焊接機器人的關鍵零部件仍然沒有實質性的突破，并且高端產品比較少，缺乏創新意識，焊接機器人在發展中的水平比較低，中小企業較多，比較分散，對于機器人的檢測不夠健全，機器人的標準以及認證流程有待完善。與人力焊接相比機器人必須要提前對程序進行設定，如果出現工況的變化無法及時調整施工工藝。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整重要是通過視覺系統和圖像處理系統將工況傳輸之后進行調整，但是存在滯后性，因此視覺系統受到弧光的影響干擾了系統的正常運行。同時圖像處理不夠及時都對焊接過程的調整產生了阻礙作用。在進行多層焊接時焊工根據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確定的方式和流程進行焊接，對于坡口以及尺寸等的適應能力較差。

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

3、機器人焊接的應用

3.1機器人焊接的系統融合

機器人焊接系統融合是將焊接任務進行統籌規劃將軟硬件系統相結合統一調度控制，智能化焊接機頭可以應用機頭上的焊接工藝傳感和工藝控制等實現焊接流程的優化，在焊接過程中可以根據焊接的實際情況在焊接運行中實現人工的調整和干預機制。用全軟件高速波形控制技術，通過強制性高速送絲和焊絲回抽，實現極低飛濺焊接。機器人動作與焊接波形、送絲控制緊密結合，可以有效提升焊接的質量和效果。

3.2機器人焊接過程模擬仿真

創建反應問題的本質學模型，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，與現實相符合。將待解區域進行分割，分割成元素的集合。將物性數據導入以及其他參數。

3.3多機協同

多級協同就是多個機器人實行智能化的協調方式，將任務進行分工，多機器人的理想編程以及智能協作控制是一種巨大的挑戰。雙機器人協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，多級協同控制比較復雜。松協調是每個機器人在共享工作空間內實行獨立的工作，緊協調是所有機器人共同完成一項給定的任務。

結束語：綜上所述，焊接機器人是科技發展的產物，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展，對逐漸對問題進行優化，并且更加靈活多變，對于周圍環境具有更高的適應性。焊接機器人在制造業以及工業的發展中具有更好的發展空間，因此應該注重技術研發和創新，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.關于機器人焊接技術的研發與應用之探討[J].焊接，2016（8）：1-10