焊接機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)探討

崔云龍

(河南經(jīng)濟(jì)貿(mào)易技師學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453700)

焊接已經(jīng)普遍應(yīng)用于我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)中。自從科技革命以后，科技在不斷發(fā)展，這與優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品有密切的聯(lián)系，這就對(duì)焊接工作提出了更高的要求，傳統(tǒng)的手工焊接已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化工業(yè)的生產(chǎn)需求，因此焊接自動(dòng)化勢(shì)在必行。從剛開(kāi)始到今天，焊接機(jī)器人發(fā)展前后總共經(jīng)歷了3個(gè)階段：一是焊接機(jī)器人通過(guò)示教在線的方法進(jìn)行運(yùn)行；二是能夠利用傳感器接收信息的離線編程焊接機(jī)器人；三是智能機(jī)器人，其有很多傳感器，而且可以自動(dòng)編程，進(jìn)而更好地適應(yīng)環(huán)境。

1 焊接機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1.1 焊接機(jī)器人使用弧焊電源

在任何電器中，電源都是非常重要的，就類似于食物對(duì)于人類而言的重要性，作為智能電器，而焊接機(jī)器人也是如此，其是否可以始終保持較高的工作效率，電源的質(zhì)量是非常關(guān)鍵的[1]。因此，焊接機(jī)器人使用弧焊電源的研究始終都是焊接機(jī)器人研究的要點(diǎn)?，F(xiàn)階段，在弧焊機(jī)器人中最常見(jiàn)的電源有兩種：一是逆變電源，二是晶閘管電源。此外，因?yàn)槿珨?shù)字化焊接具有不易于受到溫度上升以及焊接參數(shù)變化不大等優(yōu)勢(shì)，所以相信在不久的將來(lái)，其是弧焊機(jī)器人焊接電源的主流研究趨勢(shì)。

1.2 焊縫跟蹤技術(shù)

要想獲得顯著的焊接效果，焊接條件的穩(wěn)定性和安全性是尤為重要的因素。但是絕對(duì)穩(wěn)定是非常不現(xiàn)實(shí)的，所以其是否能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)出因?yàn)楹附訔l件變化導(dǎo)致的焊縫偏差，往往影響焊接質(zhì)量，所以焊縫跟蹤技術(shù)的運(yùn)用相當(dāng)重要[2]。一般來(lái)說(shuō)，研究焊縫跟蹤技術(shù)，主要考慮以下兩點(diǎn)：第一，傳感器技術(shù)。當(dāng)前研究重點(diǎn)是光學(xué)傳感器以及電弧傳感器，前者主要是研究視覺(jué)傳感器，這是由于其能夠獲取大量的信息，而且采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)完成有效的分析處理，這樣能夠讓弧焊機(jī)器人更加迅速地適應(yīng)焊接環(huán)境。而后者的旋轉(zhuǎn)電弧傳感器因?yàn)槠湓谄顧z測(cè)過(guò)程中相當(dāng)靈敏，所以受到高度重視。第二，焊縫跟蹤控制理論和方式。目前，采用的通用性焊接模糊控制器主要是一些工具獲得的模糊控制理論和實(shí)際焊接過(guò)程相融合發(fā)展得來(lái)的。盡管模糊化控制自身具有良好的控制規(guī)則，然而其缺乏較強(qiáng)的綜合定量知識(shí)能力。眾所周知，因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制采用分布式的信息存儲(chǔ)以及并行式的處理方法，所以其可以存儲(chǔ)豐富的信息。并且其具有一定的容錯(cuò)性，所以其適用于焊縫跟蹤的視覺(jué)模式識(shí)別等。

2 焊接機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是針對(duì)事件的現(xiàn)實(shí)性從空間層面和實(shí)踐層面上分解后再次組合的技術(shù)。將多媒體技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等和焊接機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在焊接過(guò)程的模擬仿真中應(yīng)用，而且利用計(jì)算機(jī)使工藝過(guò)程向數(shù)字化操作轉(zhuǎn)換，之后科學(xué)指導(dǎo)焊接工作[3]。在該過(guò)程中，不管是機(jī)械人的行走速度還是行走軌跡，都必須要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行展示，便于及時(shí)調(diào)整機(jī)械手軌跡以及姿態(tài)，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)性能做出科學(xué)的評(píng)價(jià)，以真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

2.2 多傳感器信息智能融合技術(shù)

在焊接機(jī)器人技術(shù)以及傳感器技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，多傳感器信息智能融合技術(shù)也越來(lái)越成熟。由于焊接機(jī)器人都是在非常復(fù)雜的工作環(huán)境進(jìn)行作業(yè)，只是依賴傳感器不能準(zhǔn)確判斷對(duì)附近環(huán)境的所有干擾，也不能真正滿足現(xiàn)階段迅速發(fā)展的工業(yè)化的實(shí)際需求[4]。因此，就焊接機(jī)器人來(lái)說(shuō)，必須要利用傳感信息融合技術(shù)及時(shí)分析且搜集工作環(huán)境中的各項(xiàng)信息，這樣有利于提升焊接系統(tǒng)的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。由此不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于機(jī)器人的行動(dòng)以及信息獲得而言，多傳感器信息智能融合技術(shù)發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，而且為促進(jìn)焊接機(jī)器人穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在制造業(yè)發(fā)展中焊接機(jī)器人是關(guān)鍵標(biāo)志之一，在現(xiàn)階段和今后的工業(yè)發(fā)展中都占據(jù)著非常重要的地位。最近幾年，焊接機(jī)器人在焊縫跟蹤以及弧焊電源等多方面都進(jìn)行深入的研究分析，而且不斷創(chuàng)新相關(guān)的技術(shù)，這樣能夠發(fā)現(xiàn)今后的焊接機(jī)器人發(fā)展主要側(cè)重于多傳感智能信息融合等，而且在這些技術(shù)日益發(fā)展的背景下，焊接機(jī)器人必定可以發(fā)展得越來(lái)越好，在工業(yè)建設(shè)中發(fā)揮出至關(guān)重要的作用。