我國焊接機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)-全文預(yù)覽
【正文】 些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接，使機(jī)器人由過去的獨立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用邁進(jìn)了一大步，也使機(jī)器人由過去的專用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備發(fā)展。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實用化。 人機(jī)界面更加友好，語言、圖形編程界面正在研制之中?？刂葡到y(tǒng)的性能進(jìn)一步提高，已由過去控制標(biāo)準(zhǔn)的6軸機(jī)器人發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制21軸甚至27軸，并且實現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。向基于PC機(jī)的開放型控2)機(jī)器人控制系統(tǒng)：例如，以德國KUKA公司為代表的機(jī)器人公司，已將機(jī)器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu)，拓展了機(jī)器人的工作范圍，加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用，大大提高了機(jī)器人的性能。具體而言，表現(xiàn)在如下幾個方面：1)機(jī)器人操作機(jī)結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究、發(fā)展與應(yīng)用，有力地推動了世界工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。因此，在機(jī)器人焊接質(zhì)量控制中可采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立焊接過程模型從而解決線性控制方法所不能克服的問題，彌補傳統(tǒng)專家系統(tǒng)以及模糊控制的不足，現(xiàn)在焊接機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中使用較多的是前饋式多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。因此在模糊控制理論方面，人們對常規(guī)模糊控制進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計了一些高性能模糊控制器，有效解決精度較低、自適應(yīng)能力有限及設(shè)備產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象等問題。由于焊接機(jī)器人系統(tǒng)具有非線性和時變特點，難以用精確的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，用傳統(tǒng)的控制方法難以實現(xiàn)最佳控制而模糊控制具有自適應(yīng)和魯棒性等特點，它為機(jī)器人焊接控制提供了一個理想的控制方法。直接視覺傳感技術(shù)是一種常用的非接觸式傳感形式，主要優(yōu)點是不接觸工件，不干擾正常的焊接過程，獲取的信息量大，通用性強。焊接機(jī)器人的技術(shù)展望為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向大型、復(fù)雜、動態(tài)和開放方向發(fā)展的需要，發(fā)達(dá)國家都在加大力度，對機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行深入研究?；『鸽娫床粩嘞驍?shù)字化方向發(fā)展，其特點是焊接參數(shù)穩(wěn)定，受網(wǎng)路電壓波動溫升、元器件老化等因素的影響很小，具有較高的重復(fù)性，焊接質(zhì)量穩(wěn)定、成型良好。目前，弧焊機(jī)器人一般采用熔化極氣體保護(hù)焊（MIG 焊、MAG 焊、CO 焊）或非熔化極氣體保護(hù)焊（TIG、等離子弧焊）方法，熔化極氣體保護(hù)焊焊接電源主要使用晶閘管電源與逆變電源。與電弧焊相比提高了電弧的穩(wěn)定性和功率密度，提高了焊接速度和焊縫熔深，熱影響區(qū)變小，降低了工件的變形，消除了起弧時的熔化不良缺陷。隨著激光器和電弧焊設(shè)備性能的提高，以及激光器價格的不斷降低，同時為了滿足生產(chǎn)的迫切需求，激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)近年來成為焊接領(lǐng)域最重要的研究課題之一。在核電站設(shè)備的維修、海洋工程建設(shè)以及未來的空間站建設(shè)中都要用到焊接，這些環(huán)境中的焊接工作不適合人類親臨現(xiàn)場，而目前的技術(shù)水平還不可能實現(xiàn)完全的自主焊接，因此需要采用遙控焊接技術(shù)。多機(jī)器人焊接的協(xié)調(diào)控制是目前的一個研究熱點問題。當(dāng)給定多機(jī)器人系統(tǒng)某項任務(wù)時首先面臨的問題是如何組織多個機(jī)器人去完成任務(wù)，如何將總體任務(wù)分配給各個成員機(jī)器人，即機(jī)器人之間怎樣進(jìn)行有效地合作。激光跟蹤傳感具有優(yōu)越的性能，成為最有前途、發(fā)展最快的焊接傳感器。電弧傳感器是從焊接電弧自身直接提取焊縫位置偏差信號，實時性好，焊槍運動靈活，符合焊接過程低成本自動化的要求，適用于熔化極焊接場合。從目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，焊接機(jī)器人技術(shù)研究主要集中在焊縫跟蹤技術(shù)、離線編程與路徑規(guī)劃技術(shù)、多機(jī)器人協(xié)調(diào)控制技術(shù)、專用弧焊電源技術(shù)、焊接機(jī)器人系統(tǒng)仿真技術(shù)、機(jī)器人用焊接工藝方法、遙控焊接技術(shù)等方面。 5）可縮短產(chǎn)品改型換代的周期,減小相應(yīng)的設(shè)備投資。 3）提高勞動生產(chǎn)率。采用機(jī)器人焊接時對于每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的，焊縫質(zhì)量受人的因素影響較小,降低了對工人操作技術(shù)的要求，因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的。為了改進(jìn)示教再現(xiàn)型焊接機(jī)器人的適應(yīng)功能，需要從模仿焊工觀察感覺、思考決策、以及協(xié)調(diào)操作等人工智能行為入手，研究智能焊接機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)，并發(fā)展智能型的焊接機(jī)器人，推進(jìn)機(jī)器人焊接的智能化水平提高。采用機(jī)器人焊接已成為焊接自動化技術(shù)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。傳統(tǒng)的焊接工藝實施主要依靠手工操作和人工經(jīng)驗，具有環(huán)境惡劣、勞動強度高、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的特點，難以實現(xiàn)高精度的焊接要求。焊接過程自動化、機(jī)器人化以及智能化已成為焊接行業(yè)的發(fā)展趨勢，智能化焊接技術(shù)已成為焊接界研究的新熱點。在焊接生產(chǎn)中采用機(jī)器人技術(shù)，可以提高生產(chǎn)率、改善勞動條件、穩(wěn)定和保證焊接質(zhì)量、實現(xiàn)小
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