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浅析济南焊接机器人技术及发展方向论文

随着我国工业的日益现代化，济南的节能焊接机器人技术已经应用到各个行业，焊接机器人技术也在不断研究和完善。本文首先介绍了焊接机器人的分类。其次，重点介绍了焊接机器人的先进技术和发展方向。

1济南市焊接机器人分类

(1)弧焊机器人。弧焊机器人不仅仅是一个简单的操作机构，更是一个包括各种弧焊附件的柔性焊接系统。因此，其性能有特殊要求。在电弧焊中，焊炬应该遵循预定的轨迹并连续形成焊接填充金属。

(2)点焊机器人。汽车工业是点焊机器人系统的一个重要应用，其中每个车身和车身的焊点约60%由机器人完成。点焊机器人逐渐需要有更好的工作性能，主要包括:1)与点焊机的接口通信功能；2)工作室空大；3)点焊速度与生产线速度匹配，可快速完成小间距多点定位(每0.3—0.4s移动30—50mm，精确定位)；4)手持重物(50-100公斤)搬运内置变压器的焊钳；5)精确定位，精度在0.25mm左右，保证焊接质量。

(3)焊接机器人是典型的机电一体化产品。您可以按下power driver并使用其分类方法的不同轨道。按动力驱动方式的不同点，每个焊接机器人有以下几类:1)气动驱动。0.4-1.0兆帕压力。其主要优点是气动方便，气缸驱动系统，气动驱动结构简单，成本低，维修方便。这种装置的主要缺点是体积大，定位精度低。2)液压驱动。电能液压驱动系统又快又好，具有液压驱动速度大、传动平稳、效率高的优点。通过阀门无级变速，流量范围大。它的主要缺点是需要泵液压站，容易漏油，不仅影响稳定性和定位精度，还会污染环境；3)电力驱动。电驱动是利用电机产生的力或各种转矩，无论是直接驱动还是通过减速机构驱动负载，从而获得所需的机器人动作。由于电驱动具有易于控制、运动精度高、使用方便、成本低、驱动效率高、无环境污染等诸多优点，所以比较常见，且多为面向应用的方法。目前，大多数机器人都是由交流伺服电机驱动的。

2济南焊接机器人技术研究现状

随着我国现代化的发展，智能化建设越来越受到重视。焊接机器人技术主要是基于智能机器人焊接。

2.1焊缝跟踪技术

由于现代数学的不确定性、模糊神经网络及其复杂的非线性系统，焊接跟踪已经成为一个新的时代——智能焊缝跟踪时代。其中，对清华电弧跟踪系统、传感器和控制系统进行了研究。详细讨论了焊缝跟踪系统中的各种传感器，并提出了一种新的基于焊缝图像的轨迹识别算法。接近人类视觉的高级视觉传感器信息等。，对焊缝和神经网络进行检测，并将其应用到焊缝跟踪系统的模糊控制焊缝跟踪应用中。中国南方大学提出了一种基于AdaptiveResonanceThe2ory的焊缝跟踪神经网络算法，即把灰度焊缝的截面方向分成几个空模式。记忆ART神经网络和匹配度检测得到的实际焊接模式的图像空，根据确定的焊枪与焊接偏差的分布，设计自校正PID模糊控制器，该偏差是一个模糊变量。

2.2智能传感器和机器人多传感器信息融合技术

基本传感器只有一个信号转换元件。随着智能技术的出现，也有一些传感器信号有了特定的处理，也就是在智能传感器内部。智能传感器有利于集成电子电路的发展，它与处理装置高度集成，使传感器能够具有一定的信息处理能力来感知系统。在弧焊机器人传感技术中，对电弧传感器重要位置的光学传感器进行了研究。在研究中的各种特殊的引人注目的视觉传感器的光学传感器中，计算机视觉和图像处理与新技术成果相结合获得的信息量可以增强对外部焊接机器人的适应能力。

2.3济南焊接机器人与周边焊接设备的灵活集成

在焊接过程中，焊接机器人与柔性外围设备的协调控制有利于减少辅助时间，是生产效率的关键之一。当径向焊接工件为球形或椭圆形时，焊接变位机必须不断改变工件的位置和姿态，以使整个熔池在焊接过程中保持水平或略低的倾斜状态。在焊接过程中，定位装置不是固定的，而是作适当的协调运动。因此，焊接电源和夹具也在统一控制下做好机器人运动的适当协调，从而保证整个系统的高质量工作。

3济南焊接机器人的发展方向

随着焊接机器人应用的深入，焊接机器人向多个方向发展。目前，焊接机器人的主要发展方向有:

(1)机器人控制的开放式体系结构。它意味着开放的互操作性。目前工业机器人控制器的一大隐忧是功能单一，性能不完善。推广基于PC的平台，其实就是考虑用户对性能和成本的要求，让机器人从专用控制器向基于PC的开放通用控制器转变。

(2)智能焊接机器人。要把技术人员和熟练工人从繁重的劳动中解放出来，甚至直接代替人在恶劣危险的环境中进行自动焊接，就需要开发具有一定智能的智能机器人。焊接机器人的智能化主要表现为传感器的智能化。

(3)机器人按系统从单机向分布式、网络化发展。

从这个意义上来说，机器人的发展可以分为三代:一是教学机器人，目前广泛应用于工厂，具有教学和繁殖的功能。即在示教过程中，操作者通过示教盒编程记录焊接路径的关键点，设置焊接引弧点、灭弧点和焊接工艺参数。它可以每周重新启动并完全自动运行。这种工作模式重复性好，但没有视觉，缺乏对环境变化的适应能力。比如实际行走轨迹与指示轨迹因加工、安装、焊接变形等原因出现位置偏差时，焊接质量差甚至失效。其次，弧焊机器人是具有一定传感功能的教学机器人，如视觉、力和触觉传感器。在教学的基础上，能适应环境的变化。目前，一些领域的部分功能已达到生产应用阶段，并产生了显著的经济效益。第三代是智能机器人。能够理解人的命令，预测或感知外界环境，自行规划操作顺序，自动设定运动轨迹、焊枪姿态和焊接参数，并实时修正，完成特定任务。结合CAX技术和视觉传感技术的智能机器人是济南焊接机器人的重要研发方向。

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