【正文】 器人技術(shù)進(jìn)行深入研究。焊接機(jī)器人視覺控制技術(shù)是通過對(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。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(diǎn)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(qiáng)?，F(xiàn)在，基于激光三角形的視覺系統(tǒng)具有高度的靈活性而且價(jià)格低、精度高、獲取信息能力強(qiáng)，不受周圍噪聲和電弧產(chǎn)生的高溫影響，獲得的信息可以用于多種自適應(yīng)功能。由于焊接機(jī)器人系統(tǒng)具有非線性和時(shí)變特點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)最佳控制而模糊控制具有自適應(yīng)和魯棒性等特點(diǎn)，它為機(jī)器人焊接控制提供了一個(gè)理想的控制方法。將模糊控制理論和實(shí)際焊接過程相結(jié)合，發(fā)展成為專用焊接控制器，進(jìn)一步發(fā)展成為了通用型焊接模糊控制器。因此在模糊控制理論方面，人們對(duì)常規(guī)模糊控制進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)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。用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)適應(yīng)性、魯棒性均較好，能處理時(shí)變、多因素、非線性等復(fù)雜焊接過程的控制問題。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(bǔ)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)。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)。經(jīng)過近10年的努力，我國在機(jī)器人焊裝夾具設(shè)計(jì)方面積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，機(jī)器人周邊設(shè)備實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，具有年產(chǎn)300余套焊接機(jī)器人工作站的能力。但是另外一個(gè)嚴(yán)重的事實(shí)是，我們還不具備制造高水平的機(jī)器人成套焊裝線的能力。 作為焊接機(jī)器人的最大用戶，預(yù)計(jì)未來的10年我國汽車年產(chǎn)量要達(dá)到千萬輛，現(xiàn)在的焊接裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了生產(chǎn)需求，對(duì)焊接裝備的需求量將大幅增加，焊裝生產(chǎn)線要求更加自動(dòng)化和柔性化，以適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求，機(jī)器人將大量應(yīng)用于焊接生產(chǎn)線中。 1)實(shí)行企業(yè)聯(lián)合。 2)建立自己的焊接裝備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)模，提高設(shè)計(jì)水平和效率。機(jī)器人焊接生產(chǎn)線是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到機(jī)械、電氣、物流 傳輸、計(jì)算機(jī)、汽車設(shè)計(jì)制造、機(jī)器人技術(shù)、焊接技術(shù)等多種學(xué)科，而我國目前還沒有 關(guān)于這方面較為系統(tǒng)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。焊接機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)焊接機(jī)器人在高質(zhì)量、高效率的焊接生產(chǎn)中，發(fā)揮了極其重要的作用。近年來，焊接機(jī)器人技術(shù)的研究與應(yīng)用在焊縫跟蹤、信息傳感、離線編程與路徑規(guī)劃、智能控制、電源技術(shù)、仿真技術(shù)、焊接工藝方法、遙控焊接技術(shù)等方面取得了許多突出的成果。從機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，焊接機(jī)器人和其它工業(yè)機(jī)器人一樣，不斷向智能化和多樣化方向發(fā)展。 通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步提高負(fù)載/自重比。此外采用先進(jìn)的RV減速器及交流伺服電機(jī)，使機(jī)器人操作機(jī)幾乎成為免維護(hù)系統(tǒng)。 機(jī)構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。意大利COMAU公司，日本FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。 重點(diǎn)研究開放式，模塊化控制系統(tǒng)。 制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。機(jī)器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。 編程技術(shù)除進(jìn)一步提高在線編程的可操作性之外，離線編程的實(shí)用化將成為研究重點(diǎn)，在某些領(lǐng)域的離線編程已實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。 機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器，并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等，大大提高了機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。 遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。其研究熱點(diǎn)在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。4)網(wǎng)絡(luò)通信功能：5)機(jī)器人遙控和監(jiān)控技術(shù)當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。多機(jī)器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制，可通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機(jī)器人遙控系統(tǒng)，在有時(shí)延的情況下，建立預(yù)先顯示進(jìn)行遙控等。 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)境中的感覺來操縱機(jī)器人。7)機(jī)器人性能價(jià)格比：由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。8)多智能體調(diào)控技術(shù)：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。 近年來，人類的活動(dòng)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，機(jī)器人應(yīng)用也從制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域發(fā)展。這些行業(yè)與制造業(yè)相比，其主要特點(diǎn)是工作環(huán)境的非結(jié)構(gòu)化和不確定性，因而對(duì)機(jī)器人的要求更高，需要機(jī)器人具有行走功能，對(duì)外感知能力以及局部的自主規(guī)劃能力等，是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。 可以預(yù)見，在21世紀(jì)各種先進(jìn)的機(jī)器人系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)入人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為人類良好的助手和親密的伙伴。 進(jìn)入21世紀(jì)，世界經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生重大而深刻的變革，但制造業(yè)依然是世界各發(fā)達(dá)與發(fā)展中國家加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高國家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。 我國是一個(gè)制造業(yè)大國，尚處于工業(yè)化進(jìn)程之中，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里，制造業(yè)仍將在國民經(jīng)濟(jì)中占主導(dǎo)地位。這些差距已經(jīng)成為制約我國制造業(yè)乃至其他行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸問題之一。 21世紀(jì)基礎(chǔ)制造裝備的水平主要體現(xiàn)在高精度、高效率、低成本和高柔性等幾個(gè)方面。精密成形技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用。柔性自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是敏捷生產(chǎn)設(shè)備。如何適應(yīng)激烈的國際競(jìng)爭(zhēng)和快速變化的世界市場(chǎng)需求，不斷以高質(zhì)量、低成本、快速響應(yīng)的手段在新的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存和發(fā)展，已是我國裝備制造業(yè)不容回避的問題。在新的歷史時(shí)期，面對(duì)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，只有一方面緊跟世界科技發(fā)展的潮流，研究與開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)制造裝備；另一方面，仍然通過引進(jìn)和消化，吸收一些現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，踩在別人的肩膀上，盡快縮短和別人的差距。參考文獻(xiàn)： [J].焊接學(xué)報(bào)，2004,25（6）：124128，中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，34 （5）：831838[J].材料科學(xué)與工藝，2004，12（sup）：13[J].電焊機(jī)，2005,35（6）：3941第 28 頁 共 28 頁