智能化机器人焊接技术研究进展

　摘要：随着先进制造技术的发展，焊接技术的自动化、智能化得到了显著提升，无论是焊接精度、效率都得到了快速发展与提高，可以说未来智能化机器人焊接技术的发展是大势所趋，必然会在大部分的制造业中取代传统的手工焊接。本文通过对现代智能化机器人焊接技术研究进展，由此进一步探讨和研究未来的智能化焊接技术发展趋势。

　　关键词：智能化；机器人焊接技术；发展趋势；制造业

　　引言

　　现代科学技术的发展，传统焊接技术也已经发生了天翻地覆的变化，已经从过去单纯的手工式的焊接转变而智能化的操作，并且随着先进制造技术的发展，焊接技术的自动化、智能化得到了显著提升，无论是焊接精度、效率都得到了快速发展与提高，可以说未来智能化机器人焊接技术的发展是大势所趋，必然会在大部分的制造业中取代传统的手工焊接。从上世纪六十年代至今，焊接机器人控制与发展主要经历了三个阶段，包括示教再现阶段、离线编程阶段和自主编程阶段。而现代计算机控制技术以及智能化微处理技术的发展，也进一步提升了智能化机器人焊接技术的发展速率，未来的智能化机器人不仅仅是能够按照预先的编程进行运行和焊接，同时也能够实现多项命令下的同时操作以及良好的应变能力，由此更加智能化、柔性化的进行加工和生产。

　　1.人焊接智能化技术的主要构成

　　现代焊接技术具有典型多学科交叉融合的特点，将现代智能技术引入到传统焊接应用中国，通过微处理技术和计算机技术，将预先程序事先植入到焊接机器人中，从而实现了其行为的自主性，由此使得其能够执行一系列复杂的动作，并且由于计算机的操控可以对其行为以及环境进行实时监控，从而保证了行为的有效性以及故障的可追溯性。可以说智能化机器人焊接技术是多种技术的集成，实现了远程监控管理、统一调度规划等多项功能，让现代焊接效率更高，流程更清晰，分工更明确，同时也更加便于管理与协调，仅仅需要通过改变一定的程序就能够实现整体的焊接模式和机器人行为，无疑与传统单一的机器人焊接而言有了长足的进步。

　　2.基于直接视觉信息的机器人焊接任务自主规划技术

　　传统的机器人焊接其往往非常单一，只能够做一些比较单调的动作。而智能机器人的出现，特别是基于视觉信息的机器人的诞生，无疑让智能化焊接技术得到了飞跃发展，其不仅仅是能够对单一动作以及命令的执行，更为重要的是其能够实现现代运动力学的多种负责行为，特别是弧焊技术，基于多关节设置，让整个焊接变得更加柔性化。其关键技术通常包括视觉传感器的设计以及焊缝信息的获取问题、规划控制器的设计问题。利用微处理芯片技术，应用设置的关节动感接收装置和复杂的程序编程以及中央处理装置，弧焊机器人能够依据CAD图纸以及模拟仿真人类行为，从而依据相应的红外线触控与触感技术，精确实现焊接任务。

　　从现有的技术发展现状而言，应用中的焊接机器人离线编程与规划系统依赖于CAD图纸输入焊缝及工艺信息，其已经能够实现具有一定精度需求的任务，但是由于本身的运动更多是一种表面的，受制于自身庞大的机械关节，使得其在实际的转向以及变形过程中依然受到了限制，而这也是未来弧焊技术发展的主要方向。弧焊智能化机器人不仅仅要依赖于CAD图纸输入等等，还要学会模仿人类的行为，模仿有经验的焊接技术人员了解其焊接手法和不同的动态运动轨迹，结合不同的装备参数进行自主的焊接行为的选择，根据周围环境的变化以及变量的选择，更好的提升焊接要求和有效性，由此就要在智能化机器人焊接技术的设置过程中注重与提高关节灵活程度，将其外部设计更加的小巧玲珑，同时增加内部环境辨识技术，充分对不同的环境以及设备进行观察和了解。

　　3.智能化机器人焊接柔性制造单元/系统及其应用