機械化機器人焊接管理技術(shù)研究

胡志斌，盧 燕.濟南時代新紀元科技有限公司，山東濟南 50000.濟南斯托伯格機械設(shè)備有限公司，山東濟南 50000

機械化機器人焊接管理技術(shù)研究

胡志斌1，盧 燕2
1.濟南時代新紀元科技有限公司，山東濟南 250000
2.濟南斯托伯格機械設(shè)備有限公司，山東濟南 250000

隨著信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工焊接技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代化高新技術(shù)產(chǎn)品制造的數(shù)量與質(zhì)量上的需求。新形勢下的焊接技術(shù)已朝著焊接自動化的方向發(fā)展，由此可見，當前研究機械化機器人焊接管理技術(shù)已具有了十分重要的現(xiàn)實意義。本文分析了焊接機器人管理技術(shù)的發(fā)展歷史，并對焊接機器人的工作原理及發(fā)展趨勢進行了重點闡述。

機械化；機器人；焊接管理技術(shù)；策略

一直以來，焊接在制造業(yè)中都扮演著至關(guān)重要的角色，而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的作用已十分凸顯?？萍几锩詠恚覈目茖W(xué)技術(shù)順應(yīng)時代的發(fā)展潮流，在不斷的變化著，這一發(fā)展背景下，自然離不開高質(zhì)量產(chǎn)品的支持。傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已不適合時代發(fā)展的需求，焊接技術(shù)必須要達到高效精準的要求，才能發(fā)展的更加長遠。

1 我國機械化機器人焊接管理技術(shù)的發(fā)展歷史

從整體上看，我國機械化機器人焊接管理技術(shù)的發(fā)展步伐要晚于美國與日本，我國最早的機械化機器人焊接管理技術(shù)始于20世紀70年代，最初是由大學(xué)與科研院所自發(fā)研制而成的。直到20世紀80年代中期，我國都沒有一臺工業(yè)機器人出現(xiàn)，然而同一時期，國外的工業(yè)機器人已經(jīng)是一個比較成熟的工業(yè)產(chǎn)品，突出體現(xiàn)在汽車行業(yè)中，焊接管理技術(shù)在汽車行業(yè)上的運用是十分廣泛的。20世紀80年代之后，受國際形勢的影響，我國將工業(yè)機器人的開發(fā)與運用列入了發(fā)展計劃，對工業(yè)機器人的發(fā)展投入了很多資金，將應(yīng)用作為了工業(yè)機械化的重要考核內(nèi)容，如此一來，就將機器人技術(shù)與廣大的用戶緊密結(jié)合起來，為推動我國機械工業(yè)的發(fā)展奠定了堅實有效的基礎(chǔ)。經(jīng)過幾十年的努力，我國在焊接管理技術(shù)方面取得了許多優(yōu)秀的發(fā)展成果，基礎(chǔ)技術(shù)、控制技術(shù)以及核心技術(shù)上都有了重大的突破與進展，機械機器人焊接管理技術(shù)已由試用階段步入了使用化階段，與此同時，焊接領(lǐng)域中又形成了點焊以及弧焊機器人等一系列的產(chǎn)品，這是機械化機器人焊接管理技術(shù)上的一大突破。

2 焊接機器人的工作原理

焊接機器人在現(xiàn)代化工業(yè)中的運用已十分普遍，為現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)發(fā)展做出了突出的貢獻。焊接機器人正常運行的中樞往往是控制柜中的計算機系統(tǒng)，這一系統(tǒng)對于控制整個流程的工作發(fā)揮著無可替代的作用。焊接機器人工作站往往通過計算機系統(tǒng)發(fā)揮重要作用，實現(xiàn)對焊接、焊縫以及焊接動態(tài)過程的智能傳感，而且能夠根據(jù)所傳感的信息對復(fù)雜的空間曲線焊縫實施動態(tài)化的監(jiān)控與限制，實現(xiàn)焊槍的規(guī)范化運行，一定程度上也能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制。焊接工作是一項復(fù)雜的工作，其焊接工藝與焊接環(huán)境具有多樣性與復(fù)雜性，焊接機器人在進行工作之前，應(yīng)對相配套的焊接路徑與焊接參數(shù)有一個整體的了解，在此基礎(chǔ)上開展作業(yè)。此外，需要我們深刻意識到的一點是相應(yīng)的管理者應(yīng)建立一套計算機軟件系統(tǒng)，運用該軟件對焊縫的空間以及焊縫的連接軌跡、焊槍的姿態(tài)進行合理的規(guī)劃設(shè)計，以求使用焊接工藝來優(yōu)化整個焊接參數(shù)，為實現(xiàn)焊接機器人的良好運作提供有益的借鑒。

3 機械化機器人焊接管理技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，未來機械化機器人焊接管理技術(shù)會朝著虛擬現(xiàn)實的方向發(fā)展，所謂的虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括3D電腦圖形學(xué)技術(shù)、多功能傳感器的交互接口技術(shù)以及高清顯示技術(shù)等，這一系列技術(shù)的出現(xiàn)都會推動機械化機器人焊接技術(shù)朝著更高的平臺發(fā)展。在信息化技術(shù)的推動下，機械化機器人焊接技術(shù)將會實現(xiàn)空間上與時間上的分解組合，此技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)臨場感通訊以及遙控機器人，對于焊接質(zhì)量的提升有著十分重要的意義。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能夠被應(yīng)用于焊接過程的模擬，如此一來，我們就能夠?qū)崿F(xiàn)焊接技術(shù)與電腦控制的優(yōu)化發(fā)展，為實現(xiàn)高效率的焊接管理提供有益的借鑒。數(shù)字化的操作對于實際指導(dǎo)焊接工作有著十分重要的意義，對于及時了解焊接管理現(xiàn)狀具有指導(dǎo)意義。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能夠使得廣大的用戶在焊接之前就能夠充分了解未來產(chǎn)品的情況，從而達到進一步預(yù)測生產(chǎn)系統(tǒng)性能的有效成果。另外，需要我們深刻認識到的一點是在實際生產(chǎn)之前就進行仿真實驗，以便做到多種工藝的對比優(yōu)化，為選出最合理的焊接工藝提供有益借鑒。

3.2 仿真技術(shù)

機械化機器人焊接管理技術(shù)是一種多自由度、多連桿的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)體，對此結(jié)構(gòu)體的研制與試驗必然會涉及到物理學(xué)、動力學(xué)、機械學(xué)等知識。我們需要明確

的一點是復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體一定程度上也會使得動力學(xué)與運動學(xué)的問題趨于復(fù)雜化，有時很難進行計算。這就需要借助機器人，如若不利用機器人作為仿真對象，而僅僅依靠焊接機械手來加以代替，那么工作的效率勢必不高，仿真技術(shù)的運用不僅能夠減少人工壓力，而且可以使用電腦圖形技術(shù)在電腦中形成相應(yīng)的幾何技術(shù)，并加以演示，實現(xiàn)高效率運作。

3.3 多傳感器信息智能融合技術(shù)

新形勢下，隨著信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器的種類與數(shù)量越來越多地使用在機器人系統(tǒng)中，為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展做出了杰出貢獻。一大批新式的多傳感器得到了廣泛應(yīng)用，像超聲波觸覺傳感器、靜電電容式距離傳感器等。這些傳感器的使用改變了傳統(tǒng)的單一傳感器為主的時代。如今，焊接機器人在運作的過程中還會采用傳感器信息智能融合技術(shù)，此項技術(shù)可以對多種信息進行綜合化處理，而且能夠通過這些信息理解正確的環(huán)境，從而使得機器人系統(tǒng)能夠更好的獲得與處理各種信息。

4 機械化機器人焊接管理技術(shù)在我國的運用

從整體上看，我國焊接機器人的運用大多集中在汽車行業(yè)、工程機械行業(yè)以及鐵路機車行業(yè)，其中汽車行業(yè)是焊接機器人的最大用戶，同時也是最早的用戶，僅僅是汽車制造與汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機器人就占所有焊接機器人的70%多，可見焊接機器人在汽車行業(yè)中的運用是十分廣泛的。對汽車行業(yè)的焊接機器人進行分析，我們可以看到點焊機器人與弧焊機器人的比例是3:2，研究現(xiàn)狀表明，當前很多行業(yè)大多是以弧焊機器人為主的。20世紀90年代時，我國引進了先進的技術(shù)與生產(chǎn)設(shè)備，這些都使我國的汽車制造水平達到了前所未有的水平，與此同時，國外的焊接機器人在我國引入，與我國當前的焊接水平進行了融合，促進了我國焊接管理水平的有效提升。

5 結(jié)論

一直以來，焊接機器人管理技術(shù)在工業(yè)中都扮演著至關(guān)重要的角色，未來焊接機器人還會繼續(xù)扮演重要的角色。新形勢下，我們應(yīng)充分認識到焊接機器人管理技術(shù)的重要性，不斷引進先進的技術(shù)與管理經(jīng)驗，為提升我國的焊接機器人管理水平奠定堅實的基礎(chǔ)。

［1］許燕玲，林濤.焊接機器人應(yīng)用現(xiàn)狀與研究發(fā)展趨勢［J］.金屬加工，2010（8）：32-36.

［2］解生冕.機器人雙絲共熔化池脈沖MAC高速焊接協(xié)同控制模式熔滴過渡行為研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2012-09-11.

［3］王田苗，陶永.服務(wù)機器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.中國科學(xué)：信息科學(xué)，2012（9）：1049-1066.

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