焊接机器人的应用现状与技术展望.pdf

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1、EquipmentManufactringTechnologyNO.3,2007"!!!!!!"!专!"!论!与!综!述!!"焊接机器人的应用现状与技术展望黄政艳（广西机电职业技术学院广西南宁530007）摘要：介绍了焊接机器人技术发展的历程，从焊缝跟踪技术、离线编程与路径规划技术、多机器人协调控制技术、专用弧焊电源技术、系统仿真技术、机器人用焊接工艺方法、遥控焊接技术等七个方面阐述了技术研究的现状，并对未来发展趋势作了展望，指出视觉控制技术、模糊控制技术、神经网络控制及嵌入式控制技术将是焊接机器人智能化技术发展的主要方向。关键词：焊接机器人；技术现状；智能化；控制技术；发

2、展趋势中图分类号：TP242.3文献标识码：A文章编号：1672-545X（2007）03-0046-031焊接机器人的发展历程完全统计，近几年我国工业机器人呈现出快速增长势头，平均年增长率都超过40%,焊接机器人的增长率超过了60%；2004自从世界上第一台工业机器人UNIMATE于1959年在美年国产工业机器人数量突破1400台，进口机器人数量超过国诞生以来，机器人的应用和技术发展经历了三个阶段：9000台，其中绝大多数应用于焊接领域；2005年我国新增机器第一代是示教再现型机器人。这类机器人操作简单，不具人数量超过了5000台，但仅占亚洲新增数量的6%，远小于韩备外界

3、信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化国所占的15%，更远小于日本所占的69%。这对于我国的经济工业生产中的应用受到很大限制。发展速度以及经济总量来说显然是不匹配的，这说明我国制造第二代是具有感知能力的机器人。这类机器人对外界环境业的自动化程度有待进一步提高，另一方面也反映了我国劳动有一定的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能，工作时借力成本的低廉，制造业自动化水平以及工业机器人应用程度的助传感器获得的信息，灵活调整工作状态，保证在适应环境的提高受到限制。情况下完成工作。当前焊接机器人的应用迎来了难得的发展机遇。一方面，第三代是智能型机器人。这类机器人不但具有感

4、觉能力，随着技术的发展，焊接机器人的价格不断下降，性能不断提升；而且具有独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力，能适应外另一方面，劳动力成本不断上升，我国由制造大国向制造强国部对象、环境协调地工作，能完成更加复杂的动作，还具备故障迈进，需要提升加工手段，提高产品质量和增强企业竞争力，这自我诊断及修复能力。一切预示着机器人应用及发展前景空间巨大。焊接机器人就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。早期的焊接机器人缺乏“柔性”，焊接路径和焊3焊接机器人技术的研究现状接参数须根据实际作业条件预先设置，工作时存在明显的缺点。随着计算机控制技术、人工智能技术以及网络控制技术

5、的机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感发展，焊接机器人也由单一的单机示教再现型向以智能化为核技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，当前对机心的多传感、智能化的柔性加工单元（系统）方向发展。器人技术的研究十分活跃。从目前国内外研究现状来看，焊接机器人技术研究主要集中在焊缝跟踪技术、离线编程与路径规2焊接机器人国内外应用现状[1]划技术、多机器人协调控制技术、专用弧焊电源技术、焊接机器人系统仿真技术、机器人用焊接工艺方法、遥控焊接技术等七焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高个方面。劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金3

6、.1焊缝跟踪技术的研究[2]属结构和兵器工业等行业。据不完全统计，全世界在役的工业焊接机器人施焊过程中，由于环境因素的影响，如：强弧光机器人中大约有一半用于各种形式的焊接加工领域。截止辐射、高温、烟尘、飞溅、坡口状况、加工误差、夹具装夹精度、表2005年，全世界在役工业机器人约为91.4万台，其中日本装备面状态和工件热变形等，实际焊接条件的变化往往会导致焊炬的工业机器人总量达到了50万台以上，成为“机器人王国”，其偏离焊缝，从而造成焊接质量下降甚至失败。焊缝跟踪技术的次是美国和德国；在亚洲，日本、韩国和新加坡的制造业中每万研究就是根据焊接条件的变化要求弧焊机器人能够实时检测

7、名雇员占有的工业机器人数量居世界前三位。近几年，全球机出焊缝的偏差，并调整焊接路径和焊接参数，保证焊接质量的器人的数量在迅速增加，仅2005年就达12.1万台。可靠性。焊缝跟踪技术的研究以传感器技术与控制理论方法为我国自上世纪70年代末开始进行工业机器人的研究，经主,其中传感技术的研究又以电弧传感器和光学传感器为主。过二十多年的发展，在技术和应用方面均取得了长足的发展，电弧传感器是从焊接电弧自身直接提取焊缝位置偏差信号，实对国民经济尤其是制造业的发展起到了重要的推动作用。据不时性好，焊枪运动灵活，符合焊接过程低成本