汽车制造中焊接机器人的控制系统

王强

摘 要随着技术的突破，科技的发展，焊接机器人技术已经得到了质的发展，由于其自身的高效、高质、稳定等特质，现阶段焊接机器人已经在汽车制造领域得到广泛应用。而焊接机器人的焊接比率也成为判断汽车制造是否高质的重要参考依据，在焊接机器人的推广应用中，其与汽车行业有了深度的接触，为了让焊接机器人技术得到进一步突破，促进汽车行业的进一步发展，我们就需要对现有的焊接机器人的核心模块进行研究。笔者根据相关文献，以焊接机器人的发展历程为切入点，对其控制系统进行研究分析。

【关键词】汽车制造 焊接机器人 控制系统

如何实现智能化，让机械操作取代人工劳动成为了汽车制造行业的发展方向，在汽车制造行业的发展中，离不开高新技术的支持，焊接机器人的应用在其发展中起到了举重若轻的作用。在汽车制造中，必然会将机器人技术纳入到发展的维度内，会利用机器人技术来刺激汽车制造行业的进一步发展，来进行行业水平进一步提升。焊接机器人的应用不仅仅极大的解放了人力，提高了汽车制造的自动化和机械化水平，提高了施工制造的精确性，还为汽车制造走向智能控制和无人化生产奠定了基础。

1 焊接机器人的发展

1.1 焊接机器人的发展历程

从上世纪中期Unimate机器人研发以来，机器人技术被广泛的应用到了工业生产领域，而从1959年至今，在焊接机器人的发展历程中有着较为明显的分层。初始阶段为示教再现型，这一类型的机器人技术水平的局限性较大，虽然不需要环境模型，但是也无法对信息进行集成和反馈，无法适应现代化生产。第二阶段为离线编程型，这一阶段，机器人能够对信息进行简单的接受和处理，并且能够建立环境模型，进行给定任务的完成。而第三阶段，也就是当前阶段，机器人既能够对信息进行集成、处理、分析和反馈，还能够通过既定条件对环境信息进行分析并自行编程，这一阶段焊接机器人的信息处理水平更高，也能够完成更为复杂的指令。

1.2 焊接机器人的发展方向

随着汽车制造行业的发展，焊接机器人在行业内的应用也越来越深入。对于汽车制造行业来说，必然会让机械操作取代人工劳动，向着更加智能化、现代化、机械化的方向发展。正因为如此，焊接机器人的研究方向必然会朝着专用化、智能化的方向发展。焊接机器人利用电子技术、信息技术等高科技技术来推动自身技术的突破，并通过自身技术的突破来让汽车制造行业利用机械来代替手工，通过焊接机器人对劳动时间进行压缩，对生产效率进行提高，对劳动力进行解放，实现行业的自动化和机械化，为智能控制打下基础，为无人化提供支持。因此，焊接机器人今后的发展方向也必然會向全数字化、高智能化、高度集成化的方向靠拢。

2 汽车制造中焊接机器人控制系统的研究

2.1 汽车制造中焊接机器人控制系统关键技术级优化

传感器、控制系统以及执行装置共同构成了焊接机器人的核心技术部分。其中传感器的作用日益重要，焊接机器人系统中的激光传感器和力传感器等都是相对于早期机器人较为先进的技术，这些传感器的应用能够实现焊缝跟踪和自动定位等，大大提高了焊接机器人的工作性能和对工作环境的适应性。为进一步提高焊接机器人的智能化和适应性，控制系统中还应用了很多其他技术。目前的技术水平还不能达到完全的自主焊接的程度，因此，为了让控制系统得到进一步的优化，就需要采用遥控焊接技术。通过遥控焊接，可以使人在离开现场的安全环境中对焊接设备和焊接过程进行远程监视和控制，从而完成整套的焊接工作。通过这种技术的优化来提高焊接机器人的控制技术，提高其适用范围。

2.2 焊接机器人的系统结构与优化

PLC、计算机以及控制器共同组成了焊接机器人的控制系统，控制系统不仅仅是对焊接机器人的行为模式和动作进行控制，还会对机器人本身的输入和输出进行控制。通过计算机控制来对其进行工作程序的制定，并且根据示教盒信息来进行运动指令的生成，并且将指令反馈给伺服驱动，并且通过伺服程序来将运动指令进行处理。并通过电机、内置PLC来进行焊接机器人作业控制，控制器作业时的输出与输入，同时来进行环境的模拟，通过模拟建模来控制周边装置。内置PLC能够完成小范围的自动控制，内部控制系统对其他装置进行集成管控，完成对数据的搜集和分析处理，对运行环境的检测和监控，通过传感装置来对作业环境进行全面的管控。查看焊接机器人在进行汽车制造时是否异常，是否到位。为了对焊接机器人的控制系统进行优化，提高其使用性能，可以在焊接机器人控制系统中，提高内置PLC技术的使用，对PLC技术进行加强。

2.3 焊接机器人的软件控制系统与优化

目前，在汽车制造行业当中，KSS、PC系统以及OPC SERVER构成了焊接机器人的软件系统。通过软件系统来对机器人进行内部控制。软件控制系统的功能板快包括人机界面、I/O模块操作，数据库系统，长安装置；电机驱动操作以及串行通讯等。在焊接机器人的软件控制系统当中，KSS主要是对焊接机器人的速度、数据和电流进行控制，其中KSS通过TCP/IP来与PC Windows通讯。为了能够对软件系统优化，就需要对系统控制环的调整，控制器 PID 的参数整定。

3 结语

随着汽车制造行业发展，目前焊接机器人技术也已经有了较大的突破，而且由于其自身的突出优势，让其在行业内的应用越来越深入。为了进一步的促进焊接机器人技术的突破，促进汽车制造行业的发展，我们必须要对焊接机器人的控制系统进行分析研究，通过这种理论研究来掌握各模板之间的连接形式和开发工具，在理论中促进实践的发展，进行技术的优化。

参考文献

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作者单位

山西工程职业技术学院 山西省太原市 030009