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焊接机器人应用技术分析及发展探究

李小辉 2021/5/3 17:23:05

   (襄阳技师学院,湖北 襄阳 441000)
   摘要:目前,世界工业的发展迅速,国内外对于焊接技术的发展需求不断提高,传统的手工焊接技术已经不能再满足更高标准、高质量的技术要求。焊接机器人技术比传统手工焊接技术的工作效率高,同时,还能改善工作环境,焊接机器人技术现在已经普遍应用到各个工业领域。本文就目前国内外的机器人焊接技术现状,从几个方面探讨焊接机器人的发展趋势。
   关键词:手工焊接技术;焊接机器人;发展趋势
  
   0前言
   近些年,在工业制造里,微电子、自动控制、计算机网络、人工智能等技术不断更新,并向各个领域渗透。工业机器人的发展能够体现出一个国家智能制造的实力,是现代化生产发展的先进技术。我国机器人焊接技术发展迅速,现已经开始替代了一部分传统手工焊接技术,取得了很大的效率,未来的焊接机器人将更加智能,并适应各种复杂工作环境。
   1 焊接机器人技术的发展现状
   过去的几十年里机器焊接技术发展速度较快,涌现了一大批科学工作者对焊接工艺和焊接技术进行研究,并产生了许多的实用成果,提供了更高质量,高效率的焊接技术,并将这些技术带入到生产制造中。当下的机器人焊接技术大规模的投入,实现了稳定的焊接质量,从而降低了生产成本,也极大的改善了工作环境。成规模的自动化焊接技术终将取代传统生产模式,增强市场竞争力。而企业更高的生产标准和技术需求也将促使焊接机器人的新技术发展。
   1.1焊接机器人专用弧焊电源
   在焊接过程中,弧焊电源能够供给焊接电弧电能以及适宜电弧焊接工艺所需电气特性的作用。性能良好、工作稳定的弧焊电源是保证电弧稳定燃烧和焊接过程顺利进行并得到良好焊接接头的必要条件之一。同样,焊接机器人专用的弧焊电源,将直接影响到焊接的质量和效率,因此对于焊接器人的弧焊电源研究非要必要。目前,弧焊机器人电源较常用有逆变电源和晶闸管电源两种,对这两种专用弧焊电源的研究能够提升焊接过程中稳定的电弧,从而产生性能更高的焊接接头。
   1.2焊缝跟踪技术
   焊接机器人施焊过程中,焊接环境会受到各种因素的影响,如:强弧光辐射、高温、烟尘、飞溅、坡口状况、加工误差、夹具装夹精度、表面状态和工件热变形等,会导致烛炬偏离焊缝,从而造成焊接质量下降甚至失败。焊缝跟踪技术的研究就是根据焊接条件的变化,要求弧焊机器人能够实时检测出焊缝的偏差,并调整焊接路径和焊接参数,保证焊接质量的可靠性。焊缝跟踪技术的研究以电弧传感器和光学传感器为主。电弧传感器的实时性好,焊枪运动灵活,符合焊接过程低成本自动化的要求,适用于熔化极焊接场合。光学传感器的研究又以视觉传感器为主,视觉传感器所获得的信息量大,结合计算机视觉和图像处理的最新技术,大大增强弧焊机器人的外部适应能力。
   1.3 多设备的协调控制技术
   在生产制造中,焊接机器人通常是由多个系统和工作站构成,其中包括机器人本体、焊接控制柜、焊接电源、焊接系统、工件夹具等。完成复杂的焊接作业时,需要多套焊接机器人设备同时工作,要做到有效工作并提高工作效率,就必须让每组设备和各单元之间能够协调有序。因此多设备的协调控制技术能够使焊接工作更加流畅性,加大焊接效率,提升焊接品质。
   1.4焊接机器人系统仿真技术
   仿真技术能够提前演示工作状态,并在计算机上模拟出计算结果和动态效果图,对生产制造具有指导意义。
   以焊接机器人为对象,在电脑上按原型建模并设置与实际相同的工作环境参数,模拟出整个机器人焊接的工作场景,并对其复杂的力学、热学、光学等参数进行记录和计算,对计算结果进行分析诊断。当模拟产生的结果与预期有差距,可调整设计方案对其优化设计,从而改善焊接效果。机器人焊接仿真技术的应用能避免很多错误或低效的焊接方式。
   2 焊接机器人技术的发展趋势
   2.1 多传感器信息智能融和技术
   机器人技术不断的发展,对机器人系统的精确性和稳定性提供信息支持的传感器技术也将面临着全新的挑战,在输入信息方面使用单一传感信号的可靠性不高,但智能机器人对这一条件的要求很高,因此多传感器智能信息融合技术的研究显得异常重要。它可以对各种信息进行综合的处理, 并通过这些信息正确理解环境,从而保证机器人系统处理信息的准确性和高效性。
   2.2焊接机器人多智能控制系统
   使用单智能装备焊接技术,设置稳定的焊接参数(焊接速度,变位系数,焊接电流,电压)可直观的保证焊缝的质量。但单体智能机器人的发展已经不能满足日益增长的生产需求。多智能机器人控制系统能够实现多台机器人同时协调工作,完成一系列复杂的焊接任务。目前,多智能机器人控制系统最大的技术难题是(未完,下一页

  

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