焊接機器人在焊接技術應用中的關鍵技術研究

袁超

摘要：焊接是一種應用較為廣泛的連接方式。在焊接加工過程中，如何在確保其精度和質量的基礎上加快作業效率，是相關人員首要解決的問題。焊接機器人的出現，使得焊接技術水平得到了進一步提升。利用焊接機器人可以在較短的時間內完成一些人工無法完成的作業，降低了焊接作業安全事故的發生概率。為促進焊接機器人的持續發展，應當不斷加大相關技術的研究力度。因此，本文就焊接機器人在焊接技術應用中的關鍵技術展開分析探討。

關鍵詞：焊接機器人;焊接技術應用;關鍵技術

1導言

在市場中，焊接技術在其中具有重要的作用，在一定程度上促進了制造業的發展，也對于其他領域的發展起到了積極作用。通過利用焊接機器人能夠有效減少相關工作人員的工作量，促使機器人能夠以既定流程制作更多高質量元件，相較于人工焊接具有非常大的優勢，研究人員應當在此方面上加強研究，提升焊接機器人的功能與作用。

2焊接機器人的發展方向以及分類

現階段，諸如焊接機器人，摩擦焊接機器人，弧焊機器人和激光焊接機器人之類的焊接機器人的基本應用模塊變得越來越完善。焊接機器人的計劃工作如下：第一，焊接機器人的本體結構。機器人的工作過程是框架結構對定位精度有特殊要求，并且運動靈活性很高。因此，機器人已經成為一個非常重要的交集。執行器的發展方向是智能，便攜，重構是未來的主要發展方向。第二，智能傳感技術。自然環境會對焊接產生十分不利的影響，極易導致工件本身的變形。為了改變焊接編程教育被稱為盲目焊接的時代，有必要為焊接未來的發展方向注入更多理性和豐富多彩的感情。在機器人系統中運行這些設備時，除了視覺傳感器，還有其他的聲音、觸摸、觸碰等，會導致機器人在焊接的階段，實現自動管控，并可對各個部件進行精準定位。第三，網絡通信技術。在孤立的早期狀態下，機器人焊接很快進入了企業自動化和信息浪潮，并被包括在化工廠的數字目錄中。此外，還將改善機器人多主體團隊系統構建，共同共識系統，交流學習方法和識別，模型構建與計劃以及團隊行為控制的科學研究。第四，VR技術。機器人的監控工作流程中加入了仿真、鉆孔、開發等，操作者可以通過遠程監控，依托多傳感器、虛擬現實技術和現場技術，順利完成機器人的工作，從而順利完成機器人的工作。VR是一種虛擬現實技術，基于技術，在工作中能夠實現人機交互，可實現自動化工作。

3焊接機器人在焊接技術應用中的關鍵技術

3.1機器視覺技術

機器視覺技術是一項較為先進的信息技術，能夠用計算機模擬人的視覺功能，從圖像中提取有價值的信息，經過處理后用于檢測和控制。焊接作業過程中產生的熱量容易引起工件受熱變形，無法滿足高精度工件的焊接要求。機器視覺技術在焊接機器人中的應用，可有效解決該類問題。基于機器視覺的激光焊接機器人增加了圖像檢測模塊，焊接作業時能夠實時獲取焊縫圖像，并通過軟件完成檢測。該模塊與機器人組成伺服控制系統，可以保證完成精準焊接。機器視覺技術在激光焊接機器人中的應用，使得機器人具備了獲取圖像信息的能力，從而實時提取焊接特征，并依據特征點的坐標值，使機器人按相應軌跡移動，進而高效、高質量完成焊接作業。帶有機器視覺系統的激光焊接機器人，采用的是三線激光條紋生成器。該生成器發出三線激光條紋后會投射到焊接工件上，此時傳感器能夠借助漫反射原理完成條紋成像。獲得的圖像中包含工件的焊接位置，且通過調整攝像機與生成器之間的角度，獲取更多與焊縫有關的信息。激光焊接機器人作業時，若發出的激光亮度過高，可能導致圖像曝光過度，還會對工作人員的眼睛造成一定的傷害;若是激光的亮度不足，將無法確保視覺系統準確捕捉到焊縫特征點的圖像信息，從而影響檢測分析結果。針對該情況，業內的專家經過大量研究后發現，在600nm和850nm頻帶上捕捉到的圖像成像質量較高。

3.2仿真模擬技術

利用焊接機器人進行相關焊接工作時，相關工作人員利用先進的技術時，還需要使用焊槍軌跡模擬方法尋找到更為準確的焊接初始點。利用這一技術，機器人在實際工作過程中擁有非常高的智能化特點，能夠準確將障礙物與焊縫識別出來，如此在焊接工作上會擁有非常高的質量。根據焊接工作的具體情況來看，最為重要的便是所使用的技術需要突破原本的核心要點，使得所有相關工作在不斷展開過程中能夠擁有更高的效率，促使看起來十分復雜的工作能夠得以順利展開，從而高質量、高效率的完成焊接工作，有利于焊接行業未來發展。所以，仿真模擬技術在焊接機器人中是非常重要的，充分利用此項技術，發揮其本身的作用。

3.3模糊控制技術

模糊控制是一種非線性控制的智能控制方法，是依托模糊數學中的模糊關系開展模糊推理，并根據推理結果進行模糊決策來達到控制目的的控制技術。在復雜系統中，模糊控制具有顯著效果。焊接是一個不斷變化的過程。利用焊接機器人開展的焊接作業具備復雜性特征，體現在焊槍末端與工件接觸后會產生高溫、弧光和噪聲。其中，高溫會引起焊縫變形，弧光和噪聲會影響機器人視覺系統采集圖像的清晰度，從而引起焊接精度下降。為避免上述問題的發生，可在焊接過程中實時調整焊槍的動作，以縮小焊縫與焊槍末端的偏差，提高焊接質量。焊接機器人是一個非線性、強耦合的復雜系統，因此傳統的模糊控制器無法滿足控制需要。通過開發適用于焊接機器人控制的自適應模糊控制器，可簡化建模步驟，并提升系統的魯棒性，使得焊接過程更加穩定可靠，繼而提高設備的作業效率。焊接機器人開展焊接作業時，因為在初始焊接中無法獲得焊縫追蹤系統的數學模型，所以需要依托控制器的輸入和輸出，通過模糊控制定義模型參數，從而進一步提升焊接作業的穩定性，降低因抖動產生的誤差。自適應模糊控制器可以滿足復雜非線性、強耦合系統的應用需要，且隨著焊接工件形狀的變化，偏差率模型參數會隨之實時更新，確保自動焊接順利完成。

3.4遙控焊接技術

將遙控焊接技術應用于焊接機器人中，能夠促使其擁有更加豐富的功能，也有利于焊接機器人的發展。根據遙控焊接技術的工作情況來看，核心內涵是通過先進遠程操作技術下達指令，讓機器人做好相關工作。根據我國發展歷程來看，即便認識到該技術本身所擁有的價值，但因為技術方面的制約，機器人只能夠完成非常簡單的指令，所以在遙控技術方面我國發展不夠成熟，還具有巨大的發展空間。并且，越來越多的實驗室或是車間在具體工作執行過程中常常將生產線與控制工作兩者分開展開。因此，科研人員應當在工作層面上有很的提升，如此才能夠促使技術得到更好的研究與應用，充分發揮機器人本身所具有的價值，在焊接工作展開過程中具有更高的效率。

3.5圖像濾波技術

圖像濾波是通過有效抑制噪聲來保留圖像細節特征的圖像處理方式，是圖像預處理的重要環節，其處理效果與后續圖像可靠性密切相關。焊接機器人作業時不可避免會產生飛濺。盡管圖形已經過直方圖均衡化處理，但其中仍會或多或少存在部分噪聲干擾，從而對圖像的分析結果造成不利影響。為解決這一問題，可以運用圖像濾波技術消除噪聲干擾。

結束語

總之，焊接機器人以其自身所具備的諸多特點，在各個領域中得到了廣泛應用。在焊接機器人的設計制造過程中，需要應用先進的技術提高機器人的整體性能，以滿足各種焊接作業需要，從而保證焊接精度和質量。

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