焊接机器人技术的发展与应用研究

孙 静

（天津城市建设管理职业技术学院 天津 300134）

焊接是工业建设中经常会用到的一种技术，其焊接水平及工艺直接会对产品的品质产生影响。随着我国社会建设工作的大力开展，焊接技术应用的领域变得越来越广，同时对于焊接技术也提出了更高的要求。焊接机器人出现，不仅提升了焊接的精度及效能，也使焊接中对人体产生危害的电弧、烟尘得到了更好的控制。通过分析焊接机器人应用的主要优势，了解焊接机器人技术的主要应用，为未来焊接机器人技术的应用与拓展，打下坚实的基础，正好的服务于我国的社会建设事业。

一、焊接机器人应用的主要优势

（一）更好地保证了劳动者的健康

在传统焊接作业的环境之下，人们通过要适应各种复杂的作业环境，不仅会对作业者的身体造成一定的损害，同时也会降低整个工程的安全系数。焊接机器人的出现，改变了传统焊接方式带来的弊端，不但可以适应各种条件恶劣的环境，同时也能提升整个焊接过程的安全系数，降低了整体作业的劳动强度，提升了产品的生产效能，缩短了产品的生产周期，对于整个工业产品的升级换代，具有重要的指导意义。

（二）提升了焊接的品质

焊接机器人作业之前，技术人员可以根据企业的品质要求，通过对电流、电压及速度的控制，使焊接的品质得到更好的控制。同时，焊接机器人还能避免传统焊接技术中人为主观因素对焊接品质产生的消极作用。

（三）能够更好的保证生产的效能

焊接机器人技术的应用，能够根据生产的要求进行流速、电流、电压等相关参数的控制，从而更好的保证了生产的效能。与此同时，焊接机器人能够实现24h不间断作业，技术人员可以根据生产计划及定单的需求，对焊接机器人的相关参数进行调整，从而使企业能够按照原定的计划开展相关的工作，提升了整体工作的效能。

二、焊接机器人技术的主要应用

（一）当前机器人焊接工艺主要使用的方法

气体保护焊是当前世界应用较为广泛的一种焊接方式，通过融化极氩弧焊、富氩混合气体保护焊、钨极氩气保护焊等方式，一些焊接技术较为先进的国家则采用TIME、热丝等离子、TIG焊等形式进行焊接，通过这些方法不仅能够提升整体焊接的品质，同时也能更好地提升焊接的熔敷效能及焊接的效率。

（二）焊接跟踪技术的应用

焊接跟踪技术主要是机器人对实际焊接环境进行跟踪检查，按照焊缝的要求对设计要求，进行相关参数的调整，使焊接的品质得到更好的控制。焊接跟踪技术主要应用传感器作为设备的通信的介质，传感器又分为光传感器及电弧传感器两种智能传感的形式，光传感器主要利用计算机及视觉传感技术的结合应用，实现对焊缝数据误差值的分析，从而使焊接机器人能够更好的适应焊接环境的改变；电弧传感器则是通过电弧进行偏差数据的获取，焊缝跟踪技术主要以控制理论作为依据，使焊接的安全性能得以更好的展现。

（三）路径规划及离线编程技术的应用

机器人离线编程主要利用计算机虚拟技术及图形技术，通过机器人能够识别的程序语言，构建一个虚拟作业的工作环境，在未使用机器人状态之下，进行空间及运动路径的模拟，从而使机器人的程序变得更加完善。科学水平的不断提升，焊接机器人智能化已经成为社会建设工作开展的必然选择。

（四）多机器人协作控制技术的应用

多机器人协作主要通过控制功能，对多个机器人能够合理地进行工作的协调，共同努力完成一项工作目标。多机器人协作功能的实现，不但可以指派一个机器人进行焊接任务的完成，同时也可以通过多个机器人进行协调配合，共同完成一个统一的目标，这便对于多机器人控制程序提出了更高的要求，不仅需要系统具备多智能控制的功能，同时还要确保每个机器人作业的独立性，使协调控制技术得到更好的完善。

（五）专用弧焊电源技术的应用

焊接机器人除了在系统设计及控制技术功能逐步完善之外，同时还要对弧焊电源技术给予足够的重视，当前电源焊接技术已经从单片机晶体管时代扩展到（MIG/MAG）时代，时代的进步，也使弧焊电源得到了更好的更新。当前弧焊电源已经向着数字化的方向迈进，焊接作业的参数以数字化的形式进行展示，不仅能够提升焊接的安全性能，也能更好地避免外界因素对于焊接品质产生的影响，从而能够使弧焊电源技术得到更好的应用，提升了整体焊接的品质。[1-4]

三、未来焊接机器人技术应用的主要方向

焊接机器人技术是社会建设工作开展的必然产物，随着AI技术、传感技术、虚拟技术的结合使用，焊接机器人系统的容错能力会得到更好的提升，数据处理的效能及准确性都会得到更好的改善。与此同时，利用虚拟场景模拟技术的应用，能够将图形技术与3D场景进行有机融合，从而实现虚拟遥控的功能。此外，多智能焊接系统的出现，也使多台机器人协调配合功能得以更好的完善，能够共同完成相对复杂的焊接作业，利用多智能及传感技术的有机融合，能够使焊接机器人系统的数据分析功能得到更好的优化，数据处理的效率得到更好的保障，提升整体工作的效率。模糊技术与神经控制是未来智能化系统建设的主旨目标，实现二者功能的有效结合，提升机器人作业的范围及执行的精度，是未来焊接机器人智能控制功能完善的主要努力方向。

（一）智能化技术的应用

科技进步不仅改变了人们的生活，更推动了智能化技术应用的进程，AI、自动化技术的结合应用，推动了社会建设各领域的智能化进程，智能化技术在焊接机器人行业中的应用，使焊接行业的控制水平得到了较大的提升。虽然当前智能化技术单体应用在训练样本及拓扑结构上，还存有一定的缺陷。但伴随神经学与模糊控制学先进计算技术的应用，已经实现了理论与控制实施的完美对接，利用二者技术的互补性，能够提升整体控制的精度，提升焊接机器人整体的智能化控制能力。[5]

（二）多智能焊接机器人系统技术的应用

多智能焊接机器人系统技术主要以单体机器人智能技术衍生出技术，利用此项系统能够实现将多个单体机器人利用合理的程序控制系统，组合成为一个完整的多智能化系统，将相关的工作与任务进行有序的衔接，在程序的控制之下，完成各自的任务，从而实现总体建设的目标。多智能系统设计工作开展时，要依据整体的目标、控制要求、时间、功能等多种元素进行合理的分析，利用单体决策、执行能力的实现，使各个单体智能焊接能够实现通讯功能，进而开展紧密的合作活动，完成相对繁琐的设计目标。

（三）虚拟现实技术的应用

虚拟技术是信息背景之下各行业经常会用到的一种先进技术，利用传感、远程控制、遥感等技术进行有机融合，将客观存在的数据，录入到系统之中，系统利用可视化成像及虚拟技术的结合应用，将现实与空间重组技术进行完美的融合，从而利用虚拟的场景对焊接期间存在的各种问题进行仔细的分析，达到虚拟控制的功能。利用虚拟技术，不仅能够对焊接作业的方案进行必要的优化，还能依据现场作业的实际，进行相关材料的计算，为焊接工作的开展节省大量的能源及材料支出，为企业创造了可观的经济收益。[6]

（四）多传感信息智能融合技术的应用

科学水平提升，使得传感技术的产品功能及类别实现了整体性的完善，传统的焊接机器人只能利用单一的传感系统进行相关的决策，不但功能实现具有一定的局限性，同时也影响了整体的生产效能。多传感信息智能融合技术的使用，不仅有效地改善了单一生产的效能，也使焊接机器人的生产、处理、整合能力得以更好地提升，进而使焊接机器人系统的运算能力得到了极大地提升，不仅保证了焊接的整体品质，更推动了焊接系统的智能化进程，对于社会各个领域的建设，具有重要的推广意义。

四、结束语

综上所述，通过焊接机器人技术的发展与应用研究分析，认识到焊接机器人应用的主要优势：更好地保证了劳动者的健康、提升了焊接的品质、能够更好地保证生产的效能，分析焊接机器人技术的主要应用：当前机器人焊接工艺主要使用的方法、焊接跟踪技术的应用、路径规划及离线编程技术的应用、多机器人协作控制技术的应用、专用弧焊电源技术的应用，未来焊接机器人技术应用的主要方向，相信科技水平的不断完善及专业技术人员的共同努力之下，焊接机器人技术会得到更好的进步，为社会建设工作的有序开展及人们生活水平的提升，提供更加强大的助力。