智能制造與機器人焊接技術的集成與應用

許良良

摘要：伴隨著我國社會經濟的不斷進步，傳統制造技術已經跟不上時代發展的步伐，尤其是工業制造產業在當前階段面臨著巨大的挑戰，而人工智能技術的發展和創新，則給傳統制造行業帶來了新的發展機遇。工業機器人作為智能制造技術的代表，其有著占地面積小、利用效率高的優勢，受到了人們的青睞，也越來越多的被應用到各行各業之中。

關鍵詞：工業機器人;智能制造;工業制造

引言

在焊接機器人的前景當中，出現了之前從未出現的機遇，就是在技術不斷發展的同時，焊接機器人的售價卻是在下降，性價比的提升成為了顯而易見的事情;除此之外，現在階段的勞動力成本處于一個不斷上升的狀態，我國邁出了由工業制造大國向工業制造強國的腳步。在這個過程當中，需要提升我國的產品質量、讓產業的加工手段得到提高，以此來增加我國企業的國際競爭力，這些現象都可表明在焊接機器人產業還有很大的發展前景以及發展空間。

1工業機器人在智能制造中的應用優勢

1.1提高產品生產效益

在工業生產中，工業機器人可替代工人完成難度較高的工作，降低智能制造企業的人工成本。同時，工人在完成枯燥的生產制造操作時，易出現心理情緒，影響操作的精度，工業機器人沒有情緒，可持續保障工作的精度，提高產品生產質量。可見，在智能制造中，工業機器人的應用可提高產品質量、降低生產成本，制造企業可獲得更高的生產效益。

1.2降低生產成本

在當今社會，企業用工成本呈現出連年上漲的趨勢，這為企業的經濟效益帶來了很重的負擔，在科學技術不斷發展的背景下，由機器人代替一線工人已是未來發展的必然趨勢。傳統的人力用工往往存在著很多的問題，企業不僅要為他們支付較高的薪資報酬，而且還要在安全、環境等方面提供有力的保證，且工人還具有流動性高的特點，一旦出現用工荒，將會給企業的正常運營帶來很大影響。而相對來說，機器人則不存在以上缺點，機器人的使用成本也只包括制造成本和維修成本，相比于人工成本則少了很多。另外機器人還具有工作效率高、工作時間長等優點，只要日常維護保養得當，機器人可以保持長時間的高效工作。例如：在汽車制造行業，大力推廣使用工業機器人可以降低人工成本的支出，還可以提高工作的精度和質量，大幅度增加企業的經濟效益[1]。

2工業機器人在智能制造中的應用

2.1工業機器人在數控機床中的應用

在現代工業生產中，機器人可以應用在各種生產活動中，既可以是不相同的單品生產線，也可以是不同生產規模的柔性生產線。在這些生產線上廣泛應用工業機器人可以提升工作效率、改善工作環境，減少對原材料的浪費，降低工業生產的成本。例如：機器人可以實現和不同類型數控機床的連接，從而可以按照不同要求來進行生產，為打造柔性生產線打下良好的基礎。在一些制造企業中，加工工件的生產線主要包括臥式加工中心和機器人兩大部分，而工業機器人則主要負責工件的搬運任務，通過掃描系統，控制器可以根據機器人的掃描結果來判斷何時運輸工件。工業機器人還可以使用視覺傳感器來進行精確定件，實現工件的運輸任務。

2.2焊接跟蹤技術

焊接機器人能因地制宜地在焊接空間中自動尋找與跟蹤焊縫，對焊縫的起點與終點實施跟蹤，實現焊槍能夠自動的對焊縫的位置實施自適應的控制。焊縫跟蹤技術的使用，能夠跟蹤傳感電弧電壓，這樣就能夠自動的尋找焊縫的起點與終點，并為焊接的弧長提供參考點，這樣，在焊接的過程中，機器人就可以根據弧長的變化來感應焊接的起點與終點，自動的采用電弧傳感器控制電壓自適應的對焊接過程進行控制[2]。

2.3控制系統軟件單元的組成

控制系統的核心定義是網絡通信。主要工作方法是通過網絡將PLC，工裝精密定位軸，abb弧焊機器人系統，人機界面，機器人外軸，固定缸通訊閥，電焊機系統和其他控制組件集成到控制系統中。溝通。這是工業模式下相對穩定的通信系統架構。主控制器采用PLC，移動軸可以確定位置，控制夾緊缸，并配置和調整焊接機器人的工作。人機界面可以將這些數據上傳到控制系統。通過這些系統的合作，利用各種領先的制造技術，將原來的車間規劃轉化為智能自動化信息項目。

2.4在汽車企業生產中的應用

第一，在零部件運輸環節。工業機器人可自動完成汽車零部件的運輸與裝配工作，根據不同生產環節，可為工業機器人配置不同工具，保障零部件運輸與裝配的準確性，如法蘭盤抓放工具等。第二在車體焊接環節。該汽車制造企業編制焊接工作運行程序，置于工業機器人系統中，為工業機器人配置相應的焊接工具，與傳感器配合使用，自動完成車體焊接操作。和人工操作相比，焊接機器人的操作更為準確，且焊接機器人可根據車體焊接要求，完成人圓弧插補或直線插補等操作，提高焊接質量。第三在外車噴漆環節。在傳統汽車噴漆環節，人工操作可能出現噴漆厚度不均等現象，影響產品外觀質量。為工業機器人配置相應的噴漆工具與程序，可保障外車噴漆的一致性，并在噴漆結束后完成涂膠操作，提高生產效率。第四在整車裝配環節。隨著汽車制造技術的發展，制造企業使用的零部件越來越多，人工裝配表現出精度低、效率低等問題。該汽車制造企業在整車裝配環節配置裝配機器人，可根據內置程序規范裝配汽車座椅、車窗、車內電池、燈具及儀表等部件，保障整車裝配的精度，提高汽車產品的質量[3]。

3工業機器人在智能制造中的應用策略

3.1加強科技創新、提升技術水平

由于我國工業機器人的研發和應用起步相對較晚，和西方發達國家相比還存在著不小的差距，生產機器人所用的一些關鍵零部件還需要從國外進口。針對這些問題，相關部門還應加強對工業機器人研發的技術投入以及資金投入，以提高國產機器人的整體集成化水平，滿足企業智能制造的需求，不斷縮短和世界先進水平的差距。例如：智能制造企業可以自主研發關于機器人服務平臺和工業云平臺，組建起專業的工業機器人技術研發和維護保養團隊，并結合企業自身智能制造的需求來進行機器人的研發，從而完成企業柔性智能裝配系統以及自動化生產系統。

3.2加強性能優化

目前我國工業機器人在制造企業中的應用集中于運輸、焊接等環節，性能相對單一。為擴大工業機器人的應用廣度，工業機器人的性能需不斷優化，結合智能制造企業的生產需求，實現工業機器人在生產線的全覆蓋，真正實現智能制造。例如，企業可將工業機器人中設置智能化識別功能，利用光譜圖像識別技術，將外觀存在瑕疵的產品剔除，實現產品驗收環節的自動化;企業可將人工智能技術用于工業機器人中，提高工業機器人的操作精度與輔助性能，可將其拓展至產品設計環節，自動完成設計、質量評估與出圖等操作;結合醫療設備應用要求，進行焊接工業機器人與穿刺機器人的研發，將工業機器人的應用領域從汽車、鋼鐵等行業，拓展至醫療、食品、建筑材料與電子等領域，推動行業的智能化、現代化發展。

4結束語

加強對于工業機器人的應用不僅可以提高生產的效率和質量，打造出柔性生產線，還能夠實現企業制造的智能化發展，因此只有加強工業機器人在智能制造中的探索和創新才能夠充分發揮出工業機器人的優勢，不斷推動智能制造向前發展。

參考文獻：

[1]戚驍亞，劉創，富宸，等.群智進化理論及其在智能機器人中的應用[J].中國工程科學，2019（04）：101-111.

[2]楊麗娟.基于視覺傳感的機器人管道焊接關鍵技術研究[D].南京航空航天大學，2019.

[3]黃一驍.智能制造要求下的新能源汽車焊接技術淺談[J].內燃機與配件，2019（06）：214-216.