智能化焊接技术的研究

智能化焊接技术的研究

丁玲  赵微雪

黑龙江工商学院  黑龙江  哈尔滨  150025

摘 要 随着科技的发展，智能化技术已经广泛应用在工业之中，并研制出智能化焊接机器人，从而可以完成复杂的焊接工作。基于此，本文将阐述智能化焊接机器人的结构设计，以自主规划技术、柔性制造技术、焊缝跟踪与导引技术为切入点，深入探究焊接智能化与智能化焊接机器人的技术应用，旨在能够充分发挥焊接智能化技术的优势，提高焊接工作的质量，为工业的发展提供技术保障。

关键词  焊接  智能化焊接机器人  柔性制造技术

在工业中，焊接是一种重要的工业方式，更是现代工艺的主要内容之一。再实际操作的过程中，由于工作环境较为恶劣，产生的弧光会伤害工人的眼睛，并且由于很多焊接的结构较为复杂，很难保证焊接的质量，所以迫切的需要将先进的技术应用在焊接工作中，从根本改善了工作环境，并极大的提高了焊接的质量和效率。

在工业生产中，在一条生产线中通常需要大量的智能化焊接机器人同时参与工作，基于PLC控制系统、工作台联动系统、拉制器等，对所有的智能化辉接机器人进行合理的布局、指挥，从而高质量、高效率的完成复杂、庞大的焊接工作。因此，在工作站中并不是单纯的将大量的机器人进行“叠加”，而是要为每个机器人安排具体的工作内容，所以需要对焊接机器人的顺序、间距、焊接类型进行具体的设定，避免在工作中发生相互碰撞等现象。在设定的过程中，可以采用粒子群算法、遗传算法等科学的方式，对焊接机器人的路径、焊点进行恰当的约束，从而形成一个独立的、分散的智能化焊接系统，并在网络、软件的支撑下，完成生产线上的焊接工作任务。

随着技术的发展，全关节型的智能化焊接机器人在自由度方面得到了显著的提升。智能化机器人是科学发展之下的产物，其重要性也找来我明显，而近年来智能机器人焊接技术也被壮会各界人土美注，并应用在工业生产过程中。同时，焊接机器人技术作为工业生应的重要手段，在提高生产效率、改善作业环境、减轻劳动强度等方面具有十分重要的作用。具体而言，在机器人的机械小臂、机械大臂中增加关节构件，使其具有更多的自由度，进而使机器人具有扭转、俯仰、摆动、回转等多方位的姿态，可以实现不同方位、不同角度完成焊接工作的目的。在这样的工作环境中，极大地提高了焊接工作的质量，促进了我国制造业的发展[1]。

焊接机器臂的组成

完整的焊接机器系统具有以下几个部分：第一，机器臂系统：机器臂本体、控制柜、示教器：第二，焊接系统：点焊系统主要有焊接电源、烂钳、水气单元等，弧焊系统主要有焊接电源、张焊焊枪、送丝机构、保护气体装置等：第三，焊接辅助系统：焊接变位机、焊接工装夹具及安全防护及排烟系统等：第四，焊接外部性感系统：采集焊接环境信息的视觉传感器、采集焊缝和焊接熔池信息的视觉传感器以及反馈焊接电乐波动的白弧世成界等：第五，焊接综合处理与控制系统：焊接工艺数据库、焊接任务自主规划、编程仿真系统、传感器信息处理系统及机器人焊接运行的协调控制系统

焊接机器臂智能化技术研究现状四个方面的烂按智能化技代

自主规划技术

基于焊接智能技术，智能化焊接机器人主要是计算机技术为基础发展而来的新型技术，如果将其与传统的焊接技术相比，其优势较为明显。例如：在生产线中，由于智能化焊接机器人具有灵活性较强的机械臂，所以能够完成传统机器人无法完成的焊接工作，并极大地提高了焊接工作的柔韧性。以视觉信息为基础，规划传感器、获取焊缝信息、采集视觉传感等内容成为智能化焊接机器人的核心技术，并需要处理芯片的支持。通常情况下，智能化焊接机器人的关节为位置，大多会安装动感接收装置，为计算机编程、自动化焊接技术提供辅助支持，使其能够在感受红外线的状态下完成焊接工作

柔性制造技术

在制造业中，要想提升智能化焊接机器人的柔性制造技术，就能够有效地提升各个Agent的协调性、提升机器人整体的协调性。在具体的焊接工作中，如果提升了Agent 之间的协调性，就能够使智能化焊接机器人的柔性制造技术更具稳定性，而这样的方式能够增强智能化机器人在生产线上的灵活性，从而更好的适应不同生产线的需求。例如：在我国的汽车制造业中，已经将焊接智能化与智能化焊接机器人广泛的应用在日常生产中，并取得了显著的成效，极大推动了我国汽车制造业的发展。在运用智能化焊接机器人时，计算机能够在以太网的作用下展开自动监控模式，所以机器人能够高质量的完成较为复杂的焊接工作。就智能化焊接机器人的柔性制造技术而言，其应用价值不仅仅是营造了良好的环境、提高了工作效率，还优化了制造业的资源配置，避免资源浪费并降低生产成本，促进制造业稳定发展[2]

焊接跟踪与导引技术

随着先进技术的发展，裁来越多的传感器出现在我们的眼前。电弧传感器可分为普通电弧传感器、摆动电弧传感器旋转式扫描电弧传感器三种类型。视觉传感器则分为红外光电、光谱、激光、视觉光纤式传感器，种类更为丰露可供选择。然而单一的传感器信息不能满足机器人对信息的精确度。要想提高信息的准确性，就需要将多传感器融合在一起，从而满足焊接机器人的实际需求。

就目前来看，我们所使用的焊接机器人绝大部分是固定式或间接移动式（带导轨移动），或者直接为机械手臂，机器人不能更加灵活的适应因产品和场地条件等因素引起的变化。如果我们能将焊接机器人与可移动技术结合起来，使其在快捷移动情况下与焊接步骤协调搭配，这就能完美解决问题。所以，可移动式机器人技术的成熟应用及研发将是焊接机器人发展的转折点

综一所述，在控制智能化焊接机器人的运行轨迹时，其核心的技术内容就是跟踪与导引技术，该项技术直接影响机器人的适应能力，实际上就是根据焊缝的位置，对机器人的运行方向、动作进行导引。为了提高焊缝跟踪与导引的质量，需要在元件上安装传感器以便接受各类信息，从而为工作人员提供数据作为参考，保证智能焊接位置的针对性、准确性。因此，只有不断完善智能化焊接机器人的跟踪、导引技术，才能够避免焊接工作发生误差而影响产品的质量，并且适应相对恶劣的工作环境。由此可以看出，智能化焊接机器人的焊缝跟踪与导引技术的优化、提升是未来智能化焊接技术的主要发展方向。

综上所述，焊接智能化与智能化焊接机器人技术有其具体的结构设计，为焊接工作的质量与效率提供了保证。随着科学技术的发展，焊接机器臂作为工业生产过程中重要的焊接技术，对于工业自动化的发展具有士十分重要的作用，因此技术人员需要加强对焊接机器臂的研究与创新，给我们带来工业上新变革。

以此为基础，焊接智能化与智能化焊接机器人应用了自主规划技术、采性制造技术与焊缝跟踪与导引技术，有效的提高了焊接的质量与效率，同时避免了弧光对工人的危害，对于促进制造业的发展具有重要意义。所以，在未来的发展中，可以将焊接智能化与智能化焊接机器人应用在工业制造中。

参考文献

[1] 陈华斌，孔萌，吕娜，许燕玲，陈善本，视觉传感技术在机器人智能化焊接中的研究现状[J].电焊机，2017, 47(03)：1-16.

[2] 杨仁，郝云卿，马富，宋冠儒，焊接机器人的结构设计及智能化发展研究[U].机电信息，2015,(27):132-133

黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（创新训练）   项目编号：S202313300048

项目名称：乡村振兴--“臂”须有你—智能化焊接机械臂助农  项目负责人：丁玲  指导教师：赵微雪.