機器人焊接技術論文

　　機器人技術作為先進製造技術的典型代表和主要技術手段，實現文明生產等方面具有重大作用。下面是小編整理的，希望你能從中得到感悟!

　　篇一

　　淺談焊接機器人

　　概要：本文從國內外工業機器人的發展，焊接機器人技術及現狀，及焊接機器人的發展及前景，焊接機器人在生產中應用的主要經驗和問題，四個方面分別進行闡述，為今後焊接機器人的研究提供了依據。

　　關鍵詞：焊接機器人 機器人 管道焊接

　　中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1.國內外工業機器人的發展

　　機器人技術作為先進製造技術的典型代表和主要技術手段，它在提升企業技術水平、穩定產品質量、提高生產效率、實現文明生產等方面具有重大作用。大工業革命曾使人淪落為機器的奴隸，而機器人的誕生和廣泛推廣應用又重新使人類恢復了尊嚴。目前機器人技術已成為世界各發達國家競相發展的高技術，其發展水平已成為衡量一個國家技術發展程度的重要標誌之一。

　　美國是最早出現工業機器人的國家,1954年美國的G.C.戴沃爾發表了“通用重複型機器人”的專利論文,第一次提出“工業機器人”和“示教再現”的概念。1959年美國Unimation公司推出第一臺工業機器人。1967年日本從美國引進Unimate和Ver satran等型別的工業機器人以後，結合國情,面向中小企業,採取一系列鼓勵使用工業機器人的措施,率先在汽車製造業的噴塗、焊接、裝配等重要工序中得到應用。並以此為契機,向其它產業滲透。

　　在我國，人工焊接仍然佔據焊接作業的主導地位，人工施焊時焊接工人經常會受到心理、生理條件變化以及周圍環境的干擾。在惡劣的焊接條件下，操作工人容易疲勞，難以較長時間保持焊接工作穩定性和一致性，而焊接機器人則工作狀態穩定，不會疲勞。因而，選擇應用焊接機器人對產品進行焊接可以實現用穩定一致的工藝條件確保產品焊接強度和滿足產品各項效能指標的要求，同時滿足焊縫成型良好的產品外觀質量要求。隨著國外及國內對工業機器人在焊接方面的研究應用,我國也開始了焊接機器人的研究應用。在引進國外技術的基礎上,中國於20世紀70年代末開始研究焊接機器人。1985年哈爾濱工業大學研製成功我國第一臺HY-1型焊接機器人。***北京機床研究所和華南理工大學聯合為天津自行車二廠研製出了焊接自行車前三腳架的TJR-G1型弧焊機器人,為“二汽”研製出用於焊接東風牌汽車系列駕駛室及車身的點焊機器人。上海交通大學研製的“上海1號”、“上海2號”示教型機器人也都具有弧焊和點焊的功能[3]。20世紀節式機器人。1999年北京機械工業自動化研究所機器人中心研製的AW-600型弧焊機器人工作站,採用PC工控機控制和PMAC可程式設計多軸控制系統,於1999年4月通過了國家機械工業局的鑑定。1999年7月15日,國家863計劃智慧機器人主題專家驗收通過了由“一汽”集團、哈爾濱工業大學和瀋陽自動化研究所聯合開發的H-100A型點焊機器人。由此可見,我們國內的焊接機器人已開始走向實用化階段。

　　2. 焊接機器人技術及現狀

　　焊接機器人的應用，不但改善了勞動環境、減輕勞動強度、提高升產效率，更主要原因是焊接機器人工作的穩定性和焊接產品質量的一致性，這對於保證批量生產的產品焊接質量至關重要。

　　通常情況下，焊接機器人系統由焊接機器人、機器人焊機、變位機以及迴轉工作臺等周邊裝置、焊接夾具、安全裝置等組成。焊接機器人的工作物件幾乎和手工焊接一樣廣泛，可以焊接低碳鋼、不鏽鋼、鋁材、銅材等。焊接材料的厚度可以從零點幾毫米到幾毫米、十幾毫米、直至幾十毫米。並且能夠靈活調整焊槍姿態，實現對工件的最佳焊接。

　　隨著機器人控制技術的發展和焊接機器人應用範圍的擴大，尤其為適應現代產品更新換代快和多品種小批量的需要，要求焊接機器人和變位機，弧焊電源等周邊裝置實現柔性化整合。這有助於減少輔助時間，是提高生產效率的關鍵之一。例如，在球形或橢圓形工件的徑向焊縫或複雜形狀工件的周邊的卷邊接頭等狀態下焊接時，為了使整條焊縫在焊接時都能使焊池水平或稍微下坡狀態，焊接時變位機必須不斷地變換工件位置和姿態。即變位機在焊接過程中不是靜止不動的，而是要做相應的協調的運動。弧焊電源和工裝夾具等也要在機器人統一控制下作相應的協調運動，才能保證整個系統的高效率，高質量的工作。

　　3. 焊接機器人的發展及前景

　　隨著我國國民經濟的發展和工業自動化水平的不斷提高，特別是加入WTO,許多生產企業為提高產品質量和生產效率，爭取儘快和國際市場接軌，在市場競爭中爭取主動權，對在生產中採用機器人的要求越來越強烈，對應用機器人的呼聲也越來越高，為焊接機器人市場的快速增長提供了一個良好的機會。機器人的需求量在逐年增加，中國近幾年機器人市場將會一個大的跨越。

　　種種跡象表明，今後幾年中國的焊接機器人市場將是技術不斷提高，市場迅速擴大，應用工程專案市場競爭激烈的局面。預計今後的幾年內，國內企業對點焊、弧焊機器人的需求量將以 30% 以上的速度增長。從機器人技術發展趨勢看，焊接機器人不斷向智慧化方向發展，機器人的感覺功能將實現多感測器資訊的融合，控制系統從示教、離線程式設計向模糊控制發展，實現生產系統中機器人的群體協調和整合控制，從而達到更高的可靠性和安全性。從應用技術市場角度分析，效能和價格以及技術服務的質量將仍然是決定使用者做出正確選擇的主要因素。隨著國內機器人公司自主品牌的效能價格比進一步提高，短期內將可以達到與國外產品抗衡的能力。從機器人應用範圍來看，焊接機器人的應用在傳統制造業領域的需求持續增長同時不斷向其它行業擴散。國內外眾多機器人廠家激烈競爭的結果將促進我國工業製造技術自動化水平的不斷提高，應用焊接機器人的企業在高技術、高質量、低成本條件下獲得高速發展。

　　4 .焊接機器人在生產中應用的主要經驗和問題

　　弧焊機器人在實際生產中的應用及產業化仍有如下的關鍵問題等待進一步研究解決:

　　***1***弧焊機器人系統的柔性化整合及優化，減少輔助時間，提高生產效率;

　　***2***新型機器人用弧焊逆變電源結構和效能的優化及電流波形控制，使熔滴實現最佳過渡，減少飛濺;

　　***3***弧焊過程實用感測技術，快速準確地提取弧焊過程的特徵資訊，實現焊縫自動跟蹤;

　　***4***實用化的弧焊動態過程和焊接質量的實時智慧控制技術;

　　***5***弧焊機器人工程應用和產業化中的技術成果轉化。

　　5 .結論

　　工業機器人技術的研究、發展與應用,有力地推動了世界工業技術的進步。特別是焊接機器人在高質高效的焊接生產中,發揮了極其重要的作用。我國焊接機器人技術的研究應用雖然較晚,但借鑑於國外的成熟技術,得到了迅速的發展。近年來,我國在焊縫跟蹤、智慧控制、資訊感測、周邊裝置及機器人專用電源等方面進行了大量的研究與應用,取得了許多優秀的成果。隨著智慧機器人技術和人工智慧理論的進一步發展,焊接機器人系統還有許多值得我們認真研究的問題,特別是多智慧體系統、基於PC的控制器和模糊神經網路等方面將是研究的熱點問題。

　　參考文獻

　　1 孫明如 日本焊接自動化和焊接機器人發展動態 電焊機,vol.29,1999***11***:30～31;

　　2龔進峰,彭商賢，履帶式可變結構管道機器人及其雙控制系統的研究 高技術通訊2001.12;

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