焊接机器人与周边焊接设备的集成及遥控焊接技术

侯小潘

1 焊接机器人

焊接机器人是由机器人和焊接设备两部分组成。机器人本体和控制柜（其分为硬件和软件两部分）组成了机器人。而焊接机器人就由焊接电源，包括其控制系统、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成，焊接机器人是一种具有代表性的机电一体化产品,当按下电源驱器,可以使用分类方法不同，轨迹不同。按下电源驱动方法的不同点,每个焊接机器人有以下几类功能，首先是气压驱动。压力0.4-1.0MPa。焊接机器人的最主要的优点是气动气方便,驱动系统具有圆筒型,气动驱动具有结构的简单,成本低廉，并且能够方便维护缓冲作用;但它也并不完美，其缺点是装置的尺寸比较大，比较占用空间,定位精度不高;其次，液压驱动。电能质量液压驱动系统,反应灵敏，快速且相对较好,并且具有较大的速度液压驱动,传动相当平稳,内在的高效率比较简单,通过阀门无级变速在较广泛的范围内流动;但我们需要泵液压站,容易漏油等是其缺点,这影响了稳定性和定位精度,还污染了环境;最后，电气驱动。电驱动是利用由马达或直接或通过减速机构来驱动负载,目的是获取所需的机器人运作的动力。因为电驱动器是非常容易控制的并且精度较高的运动,其具有使用方便,成本低廉,效率高而且还不污染环境等优点,大部分应用为导向的作用，当前，生产的机器人大多都采用交流伺服电机驱动。

焊接机器人的优点。首先，它具有稳定性，并且能够提高焊接质量，能将焊接质量用数值的形式体现出来；其次，它能够提高劳动生产率；减少工人劳动的强度，焊接机器人可在有害有危险的环境下工作；另外，降低了对工人操作技术的要求；最后，焊接机器人缩短了产品更新换代的准备时间，并且可以减少相应的设备投资。

2 焊接机器人在焊接技术中关键技术

2.1 焊缝跟踪技术

传感器的智能化是焊接机器人的智能的主要表现。因为现在数学和模糊神经网络和它应用复杂的非线性系统的不确定性, 焊接轨道焊接将出现一个新的时代，即智能焊缝跟踪时代。当中在 研究清华电弧跟踪系统、传感器和控制系统过程中,其具体地讨论了焊缝跟踪系统的多种不同的传感器,而且提出了在焊缝模式的CCD图像的基础上提供了创新的算法,轨迹识别。其具有和人类视觉接近等方面的优势，检测焊缝和神经网络是视觉传感器信息,而且用到焊缝跟踪系统模糊控制焊缝跟踪应用,并且有人在自适应共振理论的基础上提出了接缝跟踪神经网络算法,就是分成许多空间模式分布的灰缝截面方向,把记忆ART神经网络和匹配检查的程度相联系起来,现实的焊接方式的图像空间,依据已知的焊枪和焊接中心偏离的分布的方法,此偏差是模糊变量设计自行整定PID模糊控制器。

2.2 机器人多传感器和智能传感器信息融合技术

对焊接机器人枪轨迹的仿真和模拟是十分重要的,对某些固定轨迹的仿真和对障碍物的智能避让技术的研发来解决焊接机器人机械手臂遇到的现实问题，机器人已经从单机向集散式、网络化的方向发展。基础的传感器仅仅只有一个信号转换的元件,在智能化技术的浮现的时候,也出现了具有某些特定功能的处理,如智能传感器内部的传感器信号。该项技术的出现，使集成电子电路的智能传感器得到了开发,并且此技术高度集中在处理器件上,目的是让该传感器可以有一些信息处理能力，感测系统。在研究中的各种各样的特殊的关注度最高的视觉传感器的光学传感器中,用最新的技术成果组合即（计算机视觉和图像）处理所获得的信息的数量,可加强适应外部焊接机器人的能力。

2.3 焊接机器人与周边焊接设备的集成及遥控焊接技术

在焊接过程中,焊接机器人和外围设备协调的控制,可以减少辅助的时间,这是关键生产效率之一。在焊接球形或椭圆形工件时,焊接定位器一定要不断改变工件的位置，目的是为了在焊接期间使整个熔池可以让其水平或略低坡状态。在焊接过程中该装置是不固定的,而是起到协调作用。让机器人在统一控制下运动，来适当的起到协调作用,来提高工作效率,是整个系统高质量的运行。

遥控焊接技术是指远程操控焊接过程,简单的遥控焊接技术已经应用的很广泛,目前大部分实验室和生产车间已经可以做到使控制台和生产线的分离,但更远距离的遥控焊接技术则需要进行更深入的研究与探索,如在海洋中对材料进行焊接,在太空中对空间站进行焊接等,这样就需要更全面系统的进行研究。

3 结语

随着焊接机器人在焊接技术的广泛应用，焊接机器人已向多方面全面发展,目前焊接机器人在进行焊接工作时需要对其进行识别,其关键技术和难点就是如何准确的让焊枪识别到焊接初始点,目前采用的技术有焊缝跟踪技术、机器人多传感器和智能传感器信息融合技术、焊接机器人与周边焊接设备的集成及遥控焊接技术等，这些技术仍在改进中，并且会越来越好，应用范围越来越广。

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[2]魏鹏飞.环盘类零件机器人自动化焊接系统设计与仿真[D].大连理工大学,2016.

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