焊接機(jī)器人與周邊焊接設(shè)備的集成及遙控焊接技術(shù)

侯小潘

1 焊接機(jī)器人

焊接機(jī)器人是由機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分組成。機(jī)器人本體和控制柜（其分為硬件和軟件兩部分）組成了機(jī)器人。而焊接機(jī)器人就由焊接電源，包括其控制系統(tǒng)、送絲機(jī)（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成，焊接機(jī)器人是一種具有代表性的機(jī)電一體化產(chǎn)品,當(dāng)按下電源驅(qū)器,可以使用分類方法不同，軌跡不同。按下電源驅(qū)動方法的不同點(diǎn),每個(gè)焊接機(jī)器人有以下幾類功能，首先是氣壓驅(qū)動。壓力0.4-1.0MPa。焊接機(jī)器人的最主要的優(yōu)點(diǎn)是氣動氣方便,驅(qū)動系統(tǒng)具有圓筒型,氣動驅(qū)動具有結(jié)構(gòu)的簡單,成本低廉，并且能夠方便維護(hù)緩沖作用;但它也并不完美，其缺點(diǎn)是裝置的尺寸比較大，比較占用空間,定位精度不高;其次，液壓驅(qū)動。電能質(zhì)量液壓驅(qū)動系統(tǒng),反應(yīng)靈敏，快速且相對較好,并且具有較大的速度液壓驅(qū)動,傳動相當(dāng)平穩(wěn),內(nèi)在的高效率比較簡單,通過閥門無級變速在較廣泛的范圍內(nèi)流動;但我們需要泵液壓站,容易漏油等是其缺點(diǎn),這影響了穩(wěn)定性和定位精度,還污染了環(huán)境;最后，電氣驅(qū)動。電驅(qū)動是利用由馬達(dá)或直接或通過減速機(jī)構(gòu)來驅(qū)動負(fù)載,目的是獲取所需的機(jī)器人運(yùn)作的動力。因?yàn)殡婒?qū)動器是非常容易控制的并且精度較高的運(yùn)動,其具有使用方便,成本低廉,效率高而且還不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),大部分應(yīng)用為導(dǎo)向的作用，當(dāng)前，生產(chǎn)的機(jī)器人大多都采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動。

焊接機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)。首先，它具有穩(wěn)定性，并且能夠提高焊接質(zhì)量，能將焊接質(zhì)量用數(shù)值的形式體現(xiàn)出來；其次，它能夠提高勞動生產(chǎn)率；減少工人勞動的強(qiáng)度，焊接機(jī)器人可在有害有危險(xiǎn)的環(huán)境下工作；另外，降低了對工人操作技術(shù)的要求；最后，焊接機(jī)器人縮短了產(chǎn)品更新?lián)Q代的準(zhǔn)備時(shí)間，并且可以減少相應(yīng)的設(shè)備投資。

2 焊接機(jī)器人在焊接技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)

2.1 焊縫跟蹤技術(shù)

傳感器的智能化是焊接機(jī)器人的智能的主要表現(xiàn)。因?yàn)楝F(xiàn)在數(shù)學(xué)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和它應(yīng)用復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的不確定性, 焊接軌道焊接將出現(xiàn)一個(gè)新的時(shí)代，即智能焊縫跟蹤時(shí)代。當(dāng)中在 研究清華電弧跟蹤系統(tǒng)、傳感器和控制系統(tǒng)過程中,其具體地討論了焊縫跟蹤系統(tǒng)的多種不同的傳感器,而且提出了在焊縫模式的CCD圖像的基礎(chǔ)上提供了創(chuàng)新的算法,軌跡識別。其具有和人類視覺接近等方面的優(yōu)勢，檢測焊縫和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是視覺傳感器信息,而且用到焊縫跟蹤系統(tǒng)模糊控制焊縫跟蹤應(yīng)用,并且有人在自適應(yīng)共振理論的基礎(chǔ)上提出了接縫跟蹤神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,就是分成許多空間模式分布的灰縫截面方向,把記憶ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和匹配檢查的程度相聯(lián)系起來,現(xiàn)實(shí)的焊接方式的圖像空間,依據(jù)已知的焊槍和焊接中心偏離的分布的方法,此偏差是模糊變量設(shè)計(jì)自行整定PID模糊控制器。

2.2 機(jī)器人多傳感器和智能傳感器信息融合技術(shù)

對焊接機(jī)器人槍軌跡的仿真和模擬是十分重要的,對某些固定軌跡的仿真和對障礙物的智能避讓技術(shù)的研發(fā)來解決焊接機(jī)器人機(jī)械手臂遇到的現(xiàn)實(shí)問題，機(jī)器人已經(jīng)從單機(jī)向集散式、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展?；A(chǔ)的傳感器僅僅只有一個(gè)信號轉(zhuǎn)換的元件,在智能化技術(shù)的浮現(xiàn)的時(shí)候,也出現(xiàn)了具有某些特定功能的處理,如智能傳感器內(nèi)部的傳感器信號。該項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，使集成電子電路的智能傳感器得到了開發(fā),并且此技術(shù)高度集中在處理器件上,目的是讓該傳感器可以有一些信息處理能力，感測系統(tǒng)。在研究中的各種各樣的特殊的關(guān)注度最高的視覺傳感器的光學(xué)傳感器中,用最新的技術(shù)成果組合即（計(jì)算機(jī)視覺和圖像）處理所獲得的信息的數(shù)量,可加強(qiáng)適應(yīng)外部焊接機(jī)器人的能力。

2.3 焊接機(jī)器人與周邊焊接設(shè)備的集成及遙控焊接技術(shù)

在焊接過程中,焊接機(jī)器人和外圍設(shè)備協(xié)調(diào)的控制,可以減少輔助的時(shí)間,這是關(guān)鍵生產(chǎn)效率之一。在焊接球形或橢圓形工件時(shí),焊接定位器一定要不斷改變工件的位置，目的是為了在焊接期間使整個(gè)熔池可以讓其水平或略低坡狀態(tài)。在焊接過程中該裝置是不固定的,而是起到協(xié)調(diào)作用。讓機(jī)器人在統(tǒng)一控制下運(yùn)動，來適當(dāng)?shù)钠鸬絽f(xié)調(diào)作用,來提高工作效率,是整個(gè)系統(tǒng)高質(zhì)量的運(yùn)行。

遙控焊接技術(shù)是指遠(yuǎn)程操控焊接過程,簡單的遙控焊接技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用的很廣泛,目前大部分實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)車間已經(jīng)可以做到使控制臺和生產(chǎn)線的分離,但更遠(yuǎn)距離的遙控焊接技術(shù)則需要進(jìn)行更深入的研究與探索,如在海洋中對材料進(jìn)行焊接,在太空中對空間站進(jìn)行焊接等,這樣就需要更全面系統(tǒng)的進(jìn)行研究。

3 結(jié)語

隨著焊接機(jī)器人在焊接技術(shù)的廣泛應(yīng)用，焊接機(jī)器人已向多方面全面發(fā)展,目前焊接機(jī)器人在進(jìn)行焊接工作時(shí)需要對其進(jìn)行識別,其關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)就是如何準(zhǔn)確的讓焊槍識別到焊接初始點(diǎn),目前采用的技術(shù)有焊縫跟蹤技術(shù)、機(jī)器人多傳感器和智能傳感器信息融合技術(shù)、焊接機(jī)器人與周邊焊接設(shè)備的集成及遙控焊接技術(shù)等，這些技術(shù)仍在改進(jìn)中，并且會越來越好，應(yīng)用范圍越來越廣。

[1]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.

[2]魏鵬飛.環(huán)盤類零件機(jī)器人自動化焊接系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[D].大連理工大學(xué),2016.

[3]夏旭新.焊接機(jī)器人在工程中的應(yīng)用[J].電焊機(jī),2011,41(05):17-21.