【正文】 并通過應用研究和二次開發(fā)，實現(xiàn)技術創(chuàng)新和關鍵設備的產(chǎn)業(yè)化，提高我國制造業(yè)在國際競爭舞臺上的地位。 在“十五”期間，我國曾把包括焊接機器人在內(nèi)的示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化關鍵技術作為重點研究內(nèi)容之一，其中包括焊接機器人(把弧焊與點焊機器人作為負載不同的一個系列機器人，可兼作弧焊、點焊、搬運、裝配、切割作業(yè))產(chǎn)品的標準化、通用化、模塊化、系列化設計；弧焊機器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置的開發(fā)，激光發(fā)射器的選用，CCD成象系統(tǒng)，視覺圖象處理技術，視覺跟蹤與機器人協(xié)調(diào)控制；焊接機器人的離線示教編程及工作站系統(tǒng)動態(tài)仿真等。同時溶入全球化也為我們提供了前所未有的機遇，我們必須抓住機遇迎頭趕上。 隨著我國貿(mào)易溶入全球化，我國裝備制造業(yè)從來沒有像今天這樣直接地面對國際同行的有力競爭和挑戰(zhàn)。 另外，國外在大型、成套裝備方面有很大優(yōu)勢，并且在成套裝備的高技術化方面，取得了巨大的進展，已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)控化、柔性自動化，并大量采用工業(yè)機器人，正向著智能化、集成化的方向發(fā)展。為適應敏捷生產(chǎn)模式，人們正在探求設備自身的結(jié)構(gòu)重組以及生產(chǎn)單元的動態(tài)重組問題。柔性自動化仍是機床業(yè)發(fā)展的重要趨勢之一。高效率、高精度工藝的一個典型例子是精密成形技術，其目的是盡量減少切削，甚至免除切削，減少原材料的浪費，同時提高制造效率。 然而目前我國裝備制造業(yè)的整體水平與發(fā)達國家相比尚有較大的差距，尤其是在戰(zhàn)略必爭裝備技術與競爭前核心技術、基礎制造裝備與成套關鍵裝備制造技術等方面差距更大，這種差距又主要體現(xiàn)在先進裝備的自主設計與獨立制造能力差，成套與系統(tǒng)集成、優(yōu)化能力差，技術創(chuàng)新和集成創(chuàng)新能力差。在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國正逐步成為世界最重要的制造業(yè)基地之一。挑戰(zhàn)與對策像海洋開發(fā)、宇宙探測、采掘、建筑、醫(yī)療、農(nóng)林業(yè)、服務、娛樂等行業(yè)都提出了自動化和機器人化的要求。 這是目前機器人研究的一個嶄新領域。過去機器人系統(tǒng)的可靠性MTBF一般為幾千小時，而現(xiàn)在已達到5萬小時，可以滿足任何場合的需求。 機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降?；诙鄠鞲衅鳌⒍嗝襟w和虛擬現(xiàn)實以及臨場感技術，實現(xiàn)機器人的虛擬遙操作和人機交互。6)虛擬機器人技術：美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應用的最著名實例。 在一些諸如核輻射、深水、有毒等高危險環(huán)境中進行焊接或其它作業(yè)，需要有遙控的機器人代替人去工作。 日本YASKAWA和德國KUKA公司的最新機器人控制器已實現(xiàn)了與Canbus、Profibus總線及一些網(wǎng)絡的聯(lián)接，使機器人由過去的獨立應用向網(wǎng)絡化應用邁進了一大步，也使機器人由過去的專用設備向標準化設備發(fā)展。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實用化。為進一步提高機器人的智能和適應性，多種傳感器的使用是其問題解決的關鍵。3)機器人傳感技術： 人機界面更加友好，語言、圖形編程界面正在研制之中?？刂葡到y(tǒng)的性能進一步提高，已由過去控制標準的6軸機器人發(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機的開放型控2)機器人控制系統(tǒng)： 采用并聯(lián)機構(gòu)，利用機器人技術，實現(xiàn)高精度測量及加工，這是機器人技術向數(shù)控技術的拓展，為將來實現(xiàn)機器人和數(shù)控技術一體化奠定了基礎。 機器人的結(jié)構(gòu)更加靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小，二者正朝著一體化方向發(fā)展。例如，關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。例如，以德國KUKA公司為代表的機器人公司，已將機器人并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu)，拓展了機器人的工作范圍，加之輕質(zhì)鋁合金材料的應用，大大提高了機器人的性能。具體而言，表現(xiàn)在如下幾個方面：1)機器人操作機結(jié)構(gòu)： 目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技術的研究。隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、智能控制技術、人工智能理論以及工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，焊接機器人技術領域還有很多亟待我們?nèi)パ芯康膯栴}，特別是焊接機器人的視覺控制技術、模糊控制技術、智能化控制技術、嵌入式控制技術、虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡控制技術等將是未來研究的主要方向。工業(yè)機器人技術的研究、發(fā)展與應用，有力地推動了世界工業(yè)技術的進步。 4)加強與國外公司的合作，通過合作學習提高自己的設計水平。 3)加強人才培養(yǎng)建設。機器人系統(tǒng)集成商與汽車制造商聯(lián)合，消化吸收國外汽車焊裝線。對我國的機器人系統(tǒng)集成商來說如何抓住機遇是當前要解決的重要課題，從另一方面講也決定著國產(chǎn)焊接機器人的命運。國內(nèi)幾大汽車廠的車身焊裝線都是由國外機器人系統(tǒng)集成商設計制造的?？梢哉f國內(nèi)的系統(tǒng)集成商在機器人工作站及簡單的焊裝線的設計開發(fā)方面具有了與國外系統(tǒng)集成商抗衡的能力，近幾年為國內(nèi)汽車零部件等企業(yè)提供了大量的機器人焊接系統(tǒng)。焊接機器人應用工程焊接機器人應用技術是機器人技術、焊接技術和系統(tǒng)工程技術的融合，焊接機器人能否在實際生產(chǎn)中得到應用，發(fā)揮其優(yōu)越的特性，取決于人們對上述技術的融合程度。 嵌入式系統(tǒng)以其小型、專用、易攜帶、可靠性高的特點，已經(jīng)在焊接機器人控制領域得到了應用，嵌入式控制系統(tǒng)具備網(wǎng)絡和人機交互能力，可以取代以往基于微處理器的控制方式嵌入式控制器具有液晶顯示器，可以替代 ＣＲＴ 顯示器在控制系統(tǒng)中所扮演的角色，鍵盤響應也具有很高的實時性，滿足信息的輸入和對控制系統(tǒng)的干預等工作。人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有很強的自學習、自適應能力信息存儲量大，容錯性好，能夠?qū)崿F(xiàn)并行聯(lián)想搜索解空間和完成自適應推理，提高智能系統(tǒng)的智能水平、知識處理能力及強壯性。 神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術神經(jīng)網(wǎng)絡控制是研究和利用人腦的某些結(jié)構(gòu)、機理以及人的知識和經(jīng)驗對系統(tǒng)進行控制，它是神經(jīng)網(wǎng)絡作為人工智能的一種途徑在控制領域的滲透。模糊控制具有較完善的控制規(guī)則，模糊控制綜合定量知識的能力較差，當對象動態(tài)特性發(fā)生變化，或者受到隨機干擾的影響都會影響模糊控制的效果。模糊控制是智能控制的較早形式，它吸取了人的思維具有模糊性的特點，使用模糊數(shù)學中的隸屬函數(shù)、模糊關系、模糊推理和決策等工具，巧妙地綜合了人們的直覺經(jīng)驗，從而在其他經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論不太奏效的場合能夠?qū)崿F(xiàn)較滿意的控制。弧焊中使用激光視覺系統(tǒng)可以抗電弧輻射、火焰、熱金屬飛濺、振動沖擊和高溫，這種傳感器正在成為智能自適應焊接機器人焊接優(yōu)先選用的視覺系統(tǒng)。早先，研究人員直接利用電弧光照射熔池前方的工件間隙獲取焊接區(qū)焊縫信息，根據(jù)熔池前方不同遠近處電弧光強度的閃爍來實現(xiàn)焊接過程中的焊縫跟蹤，典型的例子是利用帶有ＣＣＤ 攝像機的微型計算機控制系統(tǒng)對焊接熔池行為進行觀察和控制。視覺控制的關鍵在于視覺測量，在焊接過程中視覺技術分為直接視覺傳感和間接視覺傳感兩種形式。從技術發(fā)展趨勢看，智能化控制技術將是焊接機器人技術發(fā)展的主要方向。特別是焊接機器人在高質(zhì)高效的焊接生產(chǎn)中，發(fā)揮了極其重要的作用。因此，隨著發(fā)展，伺服焊鉗會越來越多應用于生產(chǎn)線上。