焊接机器人在焊接技术应用中的关键技术研究

袁超

摘要：焊接是一种应用较为广泛的连接方式。在焊接加工过程中，如何在确保其精度和质量的基础上加快作业效率，是相关人员首要解决的问题。焊接机器人的出现，使得焊接技术水平得到了进一步提升。利用焊接机器人可以在较短的时间内完成一些人工无法完成的作业，降低了焊接作业安全事故的发生概率。为促进焊接机器人的持续发展，应当不断加大相关技术的研究力度。因此，本文就焊接机器人在焊接技术应用中的关键技术展开分析探讨。

关键词：焊接机器人;焊接技术应用;关键技术

1导言

在市场中，焊接技术在其中具有重要的作用，在一定程度上促进了制造业的发展，也对于其他领域的发展起到了积极作用。通过利用焊接机器人能够有效减少相关工作人员的工作量，促使机器人能够以既定流程制作更多高质量元件，相较于人工焊接具有非常大的优势，研究人员应当在此方面上加强研究，提升焊接机器人的功能与作用。

2焊接机器人的发展方向以及分类

现阶段，诸如焊接机器人，摩擦焊接机器人，弧焊机器人和激光焊接机器人之类的焊接机器人的基本应用模块变得越来越完善。焊接机器人的计划工作如下：第一，焊接机器人的本体结构。机器人的工作过程是框架结构对定位精度有特殊要求，并且运动灵活性很高。因此，机器人已经成为一个非常重要的交集。执行器的发展方向是智能，便携，重构是未来的主要发展方向。第二，智能传感技术。自然环境会对焊接产生十分不利的影响，极易导致工件本身的变形。为了改变焊接编程教育被称为盲目焊接的时代，有必要为焊接未来的发展方向注入更多理性和丰富多彩的感情。在机器人系统中运行这些设备时，除了视觉传感器，还有其他的声音、触摸、触碰等，会导致机器人在焊接的阶段，实现自动管控，并可对各个部件进行精准定位。第三，网络通信技术。在孤立的早期状态下，机器人焊接很快进入了企业自动化和信息浪潮，并被包括在化工厂的数字目录中。此外，还将改善机器人多主体团队系统构建，共同共识系统，交流学习方法和识别，模型构建与计划以及团队行为控制的科学研究。第四，VR技术。机器人的监控工作流程中加入了仿真、钻孔、开发等，操作者可以通过远程监控，依托多传感器、虚拟现实技术和现场技术，顺利完成机器人的工作，从而顺利完成机器人的工作。VR是一种虚拟现实技术，基于技术，在工作中能够实现人机交互，可实现自动化工作。

3焊接机器人在焊接技术应用中的关键技术

3.1机器视觉技术

机器视觉技术是一项较为先进的信息技术，能够用计算机模拟人的视觉功能，从图像中提取有价值的信息，经过处理后用于检测和控制。焊接作业过程中产生的热量容易引起工件受热变形，无法满足高精度工件的焊接要求。机器视觉技术在焊接机器人中的应用，可有效解决该类问题。基于机器视觉的激光焊接机器人增加了图像检测模块，焊接作业时能够实时获取焊缝图像，并通过软件完成检测。该模块与机器人组成伺服控制系统，可以保证完成精准焊接。机器视觉技术在激光焊接机器人中的应用，使得机器人具备了获取图像信息的能力，从而实时提取焊接特征，并依据特征点的坐标值，使机器人按相应轨迹移动，进而高效、高质量完成焊接作业。带有机器视觉系统的激光焊接机器人，采用的是三线激光条纹生成器。该生成器发出三线激光条纹后会投射到焊接工件上，此时传感器能够借助漫反射原理完成条纹成像。获得的图像中包含工件的焊接位置，且通过调整摄像机与生成器之间的角度，获取更多与焊缝有关的信息。激光焊接机器人作业时，若发出的激光亮度过高，可能导致图像曝光过度，还会对工作人员的眼睛造成一定的伤害;若是激光的亮度不足，将无法确保视觉系统准确捕捉到焊缝特征点的图像信息，从而影响检测分析结果。针对该情况，业内的专家经过大量研究后发现，在600nm和850nm频带上捕捉到的图像成像质量较高。

3.2仿真模拟技术

利用焊接机器人进行相关焊接工作时，相关工作人员利用先进的技术时，还需要使用焊枪轨迹模拟方法寻找到更为准确的焊接初始点。利用这一技术，机器人在实际工作过程中拥有非常高的智能化特点，能够准确将障碍物与焊缝识别出来，如此在焊接工作上会拥有非常高的质量。根据焊接工作的具体情况来看，最为重要的便是所使用的技术需要突破原本的核心要点，使得所有相关工作在不断展开过程中能够拥有更高的效率，促使看起来十分复杂的工作能够得以顺利展开，从而高质量、高效率的完成焊接工作，有利于焊接行业未来发展。所以，仿真模拟技术在焊接机器人中是非常重要的，充分利用此项技术，发挥其本身的作用。

3.3模糊控制技术

模糊控制是一种非线性控制的智能控制方法，是依托模糊数学中的模糊关系开展模糊推理，并根据推理结果进行模糊决策来达到控制目的的控制技术。在复杂系统中，模糊控制具有显著效果。焊接是一个不断变化的过程。利用焊接机器人开展的焊接作业具备复杂性特征，体现在焊枪末端与工件接触后会产生高温、弧光和噪声。其中，高温会引起焊缝变形，弧光和噪声会影响机器人视觉系统采集图像的清晰度，从而引起焊接精度下降。为避免上述问题的发生，可在焊接过程中实时调整焊枪的动作，以缩小焊缝与焊枪末端的偏差，提高焊接质量。焊接机器人是一个非线性、强耦合的复杂系统，因此传统的模糊控制器无法满足控制需要。通过开发适用于焊接机器人控制的自适应模糊控制器，可简化建模步骤，并提升系统的鲁棒性，使得焊接过程更加稳定可靠，继而提高设备的作业效率。焊接机器人开展焊接作业时，因为在初始焊接中无法获得焊缝追踪系统的数学模型，所以需要依托控制器的输入和输出，通过模糊控制定义模型参数，从而进一步提升焊接作业的稳定性，降低因抖动产生的误差。自适应模糊控制器可以满足复杂非线性、强耦合系统的应用需要，且随着焊接工件形状的变化，偏差率模型参数会随之实时更新，确保自动焊接顺利完成。

3.4遥控焊接技术

将遥控焊接技术应用于焊接机器人中，能够促使其拥有更加丰富的功能，也有利于焊接机器人的发展。根据遥控焊接技术的工作情况来看，核心内涵是通过先进远程操作技术下达指令，让机器人做好相关工作。根据我国发展历程来看，即便认识到该技术本身所拥有的价值，但因为技术方面的制约，机器人只能够完成非常简单的指令，所以在遥控技术方面我国发展不够成熟，还具有巨大的发展空间。并且，越来越多的实验室或是车间在具体工作执行过程中常常将生产线与控制工作两者分开展开。因此，科研人员应当在工作层面上有很的提升，如此才能够促使技术得到更好的研究与应用，充分发挥机器人本身所具有的价值，在焊接工作展开过程中具有更高的效率。

3.5图像滤波技术

图像滤波是通过有效抑制噪声来保留图像细节特征的图像处理方式，是图像预处理的重要环节，其处理效果与后续图像可靠性密切相关。焊接机器人作业时不可避免会产生飞溅。尽管图形已经过直方图均衡化处理，但其中仍会或多或少存在部分噪声干扰，从而对图像的分析结果造成不利影响。为解决这一问题，可以运用图像滤波技术消除噪声干扰。

结束语

总之，焊接机器人以其自身所具备的诸多特点，在各个领域中得到了广泛应用。在焊接机器人的设计制造过程中，需要应用先进的技术提高机器人的整体性能，以满足各种焊接作业需要，从而保证焊接精度和质量。

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