焊接機(jī)器人在焊接自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀探討

朱慶太，李偉

（九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西九江332007）

焊接機(jī)器人在焊接自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀探討

朱慶太，李偉

（九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西九江332007）

本文主要探索焊接機(jī)器人在焊接自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，主要分析比較焊接機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量及優(yōu)勢與劣勢。焊接機(jī)器人必將更加廣泛地應(yīng)用于更多高端領(lǐng)域，并且促進(jìn)焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

焊接機(jī)器人；焊接自動(dòng)化技術(shù)；優(yōu)越性

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類所探知的世界越來越廣闊，上到茫茫太空，下到無邊海洋，人類的探索永無止境，但是人類的軀體卻是脆弱的。焊接機(jī)器人被應(yīng)用到人類所不能到達(dá)的環(huán)境，比如說，礦井下所用的瓦斯抽采鉆桿焊接，大型儲(chǔ)罐中的碳鋼和合金鋼的焊接，還有高溫、高壓、高濕、有毒環(huán)境下的焊接作業(yè)。在這些人類無法進(jìn)入的環(huán)境中，焊接機(jī)器人都發(fā)揮了無可替代的作用：

（1）克服了人類的技能極限。人的視力范圍是有限的，聽力范圍和感覺范圍都是有限的，因此人所能達(dá)到的焊接精度也是有限的。而焊接機(jī)器人則可以突破這些人類極限。隨著科技的進(jìn)步，焊接機(jī)器人工作的精度已經(jīng)十分之一毫米來計(jì)算了，這是普通人類所達(dá)不到的精度。

（2）克服了人類工作壽命的極限。培養(yǎng)一個(gè)優(yōu)秀的電焊工人需要長時(shí)間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。但同時(shí)，這個(gè)優(yōu)秀的電焊工人的工作年限是有限的。即使在有限的工作年限內(nèi)，電焊工人每天的工作時(shí)間也是受限的，相比較人的工作而言，焊接機(jī)器的工作要高效和廉價(jià)得多。

綜上所述，焊接機(jī)器人在焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮了許多人類所不能發(fā)揮的作用，因此具有重大的意義。

1焊接機(jī)器人應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1 焊接機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域

汽車制造工藝復(fù)雜，包含大量的工序。焊接機(jī)器人高效，便捷，一臺(tái)焊接機(jī)器人經(jīng)過調(diào)試后可以完成多項(xiàng)工作，而這是電焊工人做不到的。一臺(tái)焊接機(jī)器人所能完成的工作涉及方方面面，同時(shí)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以同時(shí)控制多臺(tái)焊接機(jī)器人完成相同的工作，這就使焊接機(jī)器人的工作效率成倍增長，焊接機(jī)器的應(yīng)用因此更加廣泛。

焊接機(jī)器人技術(shù)融合了機(jī)器人制造技術(shù)、焊接技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[1]。隨著上述技術(shù)在各自領(lǐng)域的發(fā)展，焊接機(jī)器人在制造技術(shù)、工作速度、精度等也得到了迅猛發(fā)展，另一方面，由于工藝的改進(jìn)和科技的進(jìn)步，焊接機(jī)器人的制造成本不升反降，于此形成對(duì)比的是，中國沿海省份多次發(fā)生所謂的“用工荒”，勞動(dòng)力成本大幅上升，機(jī)器人的使用無疑有利于解決這一社會(huì)問題。

1.2 焊接機(jī)器人的應(yīng)用總量

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界范圍內(nèi)工作的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量逐年上升，焊接機(jī)器人的數(shù)量占到了其中的四到五成。作為發(fā)展中國家的中國，焊接機(jī)器人的普及率還比較低，焊接自動(dòng)化程度也比較低。這樣的現(xiàn)狀不會(huì)一直繼續(xù)下去，政府已經(jīng)充分地意識(shí)到這樣的狀況，隨著中國工業(yè)化進(jìn)程的延續(xù)，企業(yè)主經(jīng)營觀念的轉(zhuǎn)變和經(jīng)營水平的提高，預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi)，國內(nèi)對(duì)各種焊接機(jī)器人的需求量會(huì)逐年上升，這也對(duì)焊接機(jī)器人的制造廠家提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1.3 焊接機(jī)器人的優(yōu)勢和劣勢

焊接機(jī)器人作為一種工業(yè)機(jī)械，有其優(yōu)于人類操作的性能，也必然有其發(fā)展的不足之處。

（1）焊接機(jī)器人的優(yōu)勢

首先，價(jià)格的優(yōu)勢。如前所述，工業(yè)機(jī)器人雖然前期投入較大，但是其維護(hù)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于勞動(dòng)力價(jià)格的上漲，而且從長遠(yuǎn)考慮，焊接機(jī)器人的穩(wěn)定性和單位生產(chǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有經(jīng)驗(yàn)的焊工，因此其價(jià)格優(yōu)勢明顯。

其次，生產(chǎn)效率優(yōu)勢。焊接機(jī)器人在流水線上的速度往往快于人類，而且由于其完全按照既定程序工作，普通的精密度要高于人工，單位時(shí)間內(nèi)的速度和質(zhì)量優(yōu)勢就是生產(chǎn)效率的優(yōu)勢，同時(shí)，將單位時(shí)間拉長，考察一個(gè)月，一個(gè)季度甚至一年的生產(chǎn)效率這種優(yōu)勢將更加明顯。

最后，適應(yīng)性強(qiáng)。由于具有柔性焊接的特性，在改變工作流程時(shí)只需重新設(shè)定程序就可以繼續(xù)工作了。

（2）焊接機(jī)器人的劣勢

當(dāng)然，焊接機(jī)器人不是萬能的。焊接機(jī)器人的劣勢恰恰由于它嚴(yán)格按照程序操作。由于焊接機(jī)器人不具有人的邏輯思維能力，遇到特殊的焊接情況，焊接機(jī)器人不可能像有經(jīng)驗(yàn)的電焊工人那樣具體問題具體分析，通過靈活多樣的方式去解決工作中的諸多問題，在遇到特殊情況時(shí)，焊接機(jī)器人的工作就會(huì)表現(xiàn)出刻板的一面。要克服這一情況，就要求利用焊接機(jī)器人的程序預(yù)先設(shè)定解決方案。

2焊接機(jī)器人在焊接自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用前景

中國正逐步成為全世界的制造工業(yè)基地，工業(yè)的發(fā)展必然促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的前進(jìn)，未來的焊接機(jī)器人和焊接自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

2.1 焊接機(jī)器人將應(yīng)用到更多的高端領(lǐng)域

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國的工業(yè)體系已經(jīng)逐步完善起來，中國制造出許多具有世界領(lǐng)先水平的超級(jí)工程、重型工程機(jī)械、軍工產(chǎn)品和航天產(chǎn)品，這其中少不了焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，更少不了焊接機(jī)器人的身影。但是，中國在機(jī)床、載重卡車、商船等大型工業(yè)產(chǎn)品制造上的劣勢也相當(dāng)明顯。眾所周知，在大型船舶建造中的焊接成本約占全部用工成本的四成到五成，大型船舶自身重力大，焊接要求高，焊接難度大，這也一直是我國焊接機(jī)器人領(lǐng)域中的難點(diǎn)，隨著未來綜合國力的增強(qiáng)，國產(chǎn)焊接機(jī)器人必將應(yīng)用于上述大型船舶的制造，實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國將不是紙上談兵。

2.2 焊接機(jī)器人的應(yīng)用將與更多的高科技接軌

當(dāng)今世界，各學(xué)科的交流日益廣泛和深入，焊接機(jī)器人作為多學(xué)科相結(jié)合的研究的產(chǎn)物，它的研發(fā)制造應(yīng)用水平的提高必將依賴相鄰學(xué)科的發(fā)展，同時(shí)，相鄰學(xué)科的發(fā)展也必然促進(jìn)焊接機(jī)器人各項(xiàng)水平的提高。例如，焊機(jī)機(jī)器人與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，即可將焊接機(jī)器人運(yùn)用在多智能傳感技術(shù)中。新科技新技術(shù)的應(yīng)用可以提高焊接機(jī)器人工作的精度和強(qiáng)度，進(jìn)一步降低焊接機(jī)器人的生產(chǎn)成本和維護(hù)成本，使焊接機(jī)器人的普及率提升[2]。

2.3 焊接機(jī)器人的應(yīng)用必將推動(dòng)焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

目前，中國的焊接裝備水平、工序銜接水平以及系統(tǒng)集成水平不高，因此我國焊接自動(dòng)化水平不高。中國要想實(shí)現(xiàn)成為“世界工廠”的理想，就必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的步伐。近年來，弧焊逆變器的技術(shù)已趨于成熟，這就使得焊接機(jī)器人的焊接系統(tǒng)具有優(yōu)良的動(dòng)特性，更適合機(jī)器人自動(dòng)化和智能化焊接。所謂“工欲善其事，必先利其器”，焊接機(jī)器人作為人類有利的助手和工具，其智能化發(fā)展和制造技術(shù)的精湛必將推動(dòng)焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

3結(jié)束語

能夠制造和使用工具是人類與動(dòng)物的本質(zhì)區(qū)別。人類從能夠使用經(jīng)過打磨的石頭和樹枝到制造出鐵質(zhì)工具經(jīng)過了上百萬年的過程，但是從第一臺(tái)機(jī)器人的誕生到機(jī)器人的高速發(fā)展的今天只用了區(qū)區(qū)六七十年，科技的進(jìn)程讓人嘆為觀止。歷史的車輪仍在前進(jìn)，焊接機(jī)器人的應(yīng)用必將以日新月異的成果推動(dòng)焊接自動(dòng)化的發(fā)展。

[1]孔萌，林濤，陳善本.機(jī)器人焊接智能化技術(shù)的現(xiàn)狀與最新發(fā)展[J].航空制造技術(shù)，2008（08）：2

[2]張華，陳強(qiáng)，金建敏，等.基于焊縫CCD圖象模式特征的焊縫軌跡識(shí)別[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，1996（06）：3

The App lication Status ofWelding Robot in Welding Automation Technology to Explore

ZHU Qing-tai，LIWei
（Vocational and Technical College，Jiujiang Jiangxi 332007，China）

This papermainly explores the application field ofwelding application in welding automation technology in robot welding robot and mainly analyzes and compares the advantages and disadvantages of the welding robot and the number will be more widely applied in more high-end areas，and promote the development of welding automation technology.

the welding robot；welding automation technology；superiority

TP249

B

1672-545X（2016）12-0183-02

2016-09-09

朱慶太（1965-），男，江蘇興化人，本科，副教授，研究方向：機(jī)械制造技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)，焊接加工工藝；李偉（1981-），男，江西九江人，碩士，講師，研究方向：焊接技術(shù)。