我國(guó)焊接機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)(完整版)
【正文】 現(xiàn)以及應(yīng)用到焊接這個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)中使得焊縫跟蹤進(jìn)入了智能焊縫跟蹤的新時(shí)代。 焊縫跟蹤技術(shù)的研究焊接機(jī)器人施焊過(guò)程中，由于環(huán)境因素的影響，如：強(qiáng)弧光輻射、高溫、煙塵、飛濺、坡口狀況、加工誤差、夾具裝夾精度、表面狀態(tài)和工件熱變形等，實(shí)際焊接條件的變化往往會(huì)導(dǎo)致焊炬偏離焊縫，從而造成焊接質(zhì)量下降甚至失敗。機(jī)器人沒(méi)有疲勞，一天可24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，另外隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機(jī)器人焊接，效率提高的更加明顯。關(guān)鍵字： 焊接 柔性 跟蹤 調(diào)控 高精度 自動(dòng)化應(yīng)用焊接機(jī)器人的意義 焊接機(jī)器人之所以能夠占據(jù)整個(gè)工業(yè)機(jī)器人總量的40%以上，與焊接這個(gè)特殊的行業(yè)有關(guān)，焊接作為工業(yè)“裁縫”，是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工手段，同時(shí)由于焊接煙塵、弧光、金屬飛濺的存在，焊接的工作環(huán)境又非常惡劣，焊接質(zhì)量的好壞對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起決定性的影響。隨著計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化技術(shù)的滲透，已經(jīng)由傳統(tǒng)的手工作業(yè)逐步發(fā)展成一定規(guī)模的機(jī)械化、自動(dòng)化以及機(jī)器人焊接制造。由于焊接機(jī)器人具有高效率、質(zhì)量穩(wěn)定、通用性強(qiáng)、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，受到人們?cè)絹?lái)越多的重視。歸納起來(lái)采用焊接機(jī)器人有下列主要意義： 1）穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,保證其均一性。 4）產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量。焊縫跟蹤技術(shù)的研究就是根據(jù)焊接條件的變化要求弧焊機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出焊縫的偏差，并調(diào)整焊接路徑和焊接參數(shù)，保證焊接質(zhì)量的可靠性。多機(jī)器人系統(tǒng)是指為完成某一任務(wù)由若干個(gè)機(jī)器人通過(guò)合作與協(xié)調(diào)組合成一體的系統(tǒng)。若將機(jī)械手作為仿真對(duì)象，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)ＣＡＤ 技術(shù)和機(jī)器人學(xué)理論在計(jì)算機(jī)中形成幾何圖形，并動(dòng)畫(huà)顯示，然后對(duì)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解分析、操作臂控制以及實(shí)際工作環(huán)境中的障礙避讓和碰撞干涉等諸多問(wèn)題進(jìn)行模擬仿真，就可以解決研發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。 激光/電弧復(fù)合焊接技術(shù)之所以受到青睞是由于其兼各熱源之長(zhǎng)而補(bǔ)各自之短，具有1 12或更多的“協(xié)同效應(yīng)”。還有一些特殊功能的電源，如適合鋁及其鋁合金 TIG 焊的方波交流電源、帶有專(zhuān)家系統(tǒng)的焊接電源等。焊接機(jī)器人視覺(jué)控制技術(shù)是通過(guò)對(duì)焊接區(qū)圖像進(jìn)行采集產(chǎn)生視頻信號(hào)送至圖像處理機(jī)，對(duì)圖像進(jìn)行快速處理并提取跟蹤特征參量，進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別和計(jì)算，通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解得到機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置給定值，最后控制高精度的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，整機(jī)器人的位姿。將模糊控制理論和實(shí)際焊接過(guò)程相結(jié)合，發(fā)展成為專(zhuān)用焊接控制器，進(jìn)一步發(fā)展成為了通用型焊接模糊控制器。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用表明，嵌入式控制器比基本的模糊控制器具有更好的控制性能嵌入式為焊接工藝的在線監(jiān)測(cè)提供了新的技術(shù)方法，它能確保焊接質(zhì)量“零缺陷”的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。 目前國(guó)際機(jī)器人界都在加大科研力度，進(jìn)行機(jī)器人共性技術(shù)的研究。機(jī)器人的結(jié)構(gòu)更加靈巧，控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小，二者正朝著一體化方向發(fā)展。3)機(jī)器人傳感技術(shù)：為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性，多種傳感器的使用是其問(wèn)題解決的關(guān)鍵。主要對(duì)多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機(jī)理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進(jìn)行研究。這些差距已經(jīng)成為制約我國(guó)制造業(yè)乃至其他行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題之一。柔性自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是敏捷生產(chǎn)設(shè)備。焊接機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的回顧與展望[J]。2001年08期[11]梁明,王國(guó)榮,石永華,劉桑。隨著我國(guó)貿(mào)易溶入全球化，我國(guó)裝備制造業(yè)從來(lái)沒(méi)有像今天這樣直接地面對(duì)國(guó)際同行的有力競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)。 我國(guó)是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，尚處于工業(yè)化進(jìn)程之中，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里，制造業(yè)仍將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占主導(dǎo)地位。 可以預(yù)見(jiàn)，在21世紀(jì)各種先進(jìn)的機(jī)器人系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)入人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為人類(lèi)良好的助手和親密的伙伴。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。另一問(wèn)題就是傳感系統(tǒng)的實(shí)用化。 人機(jī)界面更加友好，語(yǔ)言、圖形編程界面正在研制之中。向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控例如，以德國(guó)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(kāi)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(gè)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
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