机器人焊接技术论文1
浅谈焊接机器人
摘要:本文阐述了国内外工业机器人的发展，焊接机器人的技术与现状，焊接机器人的发展与展望，焊接机器人在生产中应用的主要经验和存在的问题，为今后焊接机器人的研究提供了依据。
关键词:焊接机器人机器人管道焊接
中国图书馆分类法。文件识别码:A号文件。：
1.国内外工业机器人的发展
机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段，在提高企业技术水平、稳定产品质量、提高生产效率、实现文明生产等方面发挥着重要作用。大工业革命曾经把人沦为机器的奴隶，机器人的诞生和广泛应用恢复了人的尊严。目前，机器人技术已经成为世界发达国家发展的高新技术，其发展水平已经成为衡量一个国家科技发展的重要标志之一。
美国是第一个出现工业机器人的国家。1954年，美国的G.C. Deval发表了“通用重复机器人”的专利论文，首次提出了“工业机器人”和“教学复制”的概念。1959年的美国公司推出第一个工业机器人。1967年，日本从美国引进Ver等工业机器人后，采取了一系列措施鼓励中小企业使用工业机器人，并率先在汽车制造的喷涂、焊接、装配等重要工序中应用。并以此为契机向其他行业渗透。
在我国，手工焊接在焊接作业中仍占主导地位，焊接工人在手工焊接过程中经常会受到心理和生理状况以及周围环境变化的干扰。在恶劣的焊接条件下，操作人员容易疲劳，很难长时间保持焊接工作的稳定性和一致性，而焊接机器人工作稳定不疲劳。因此，选用焊接机器人焊接产品，可以保证产品的焊接强度，以稳定一致的工艺条件满足产品各项性能指标的要求，同时以良好的焊缝成形满足产品外观质量的要求。随着国内外工业机器人在焊接领域的研究和应用，我国也开始了焊接机器人的研究和应用。在引进国外技术的基础上， 中国从20世纪70年代末开始研究焊接机器人。在一九八五年哈尔滨中国第一台HY-1焊接机器人由工业大学研制成功。1989北京机床研究所和华南理工大学联合天津第二自行车厂开发了用于焊接自行车前脚架的TJR-G1弧焊机器人，为第二汽车公司开发了用于焊接东风牌汽车系列驾驶室和车身的点焊机器人。上海由交通大学开发的“上海第一名"上海2号”教学机器人还具有弧焊和点焊功能[3]。20世纪的关节机器人。在1999年，北京机械工业自动化研究所机器人中心研制的AW-600弧焊机器人工作站，采用PC工业计算机控制和PMAC可编程多轴控制系统，于1999年4月通过国家机械工业局鉴定。1999年7月15日， 国家863计划智能机器人课题专家通过一汽集团验收，哈尔滨科技大学和沈阳自动化研究所联合研制的H-100A点焊机器人。可见我们国产的焊接机器人已经开始走向实用阶段了。
2.焊接机器人技术及现状
焊接机器人的应用不仅改善了工作环境，降低了劳动强度，提高了生产率，而且主要是由于焊接机器人的稳定性和焊接产品质量的一致性，这对保证批量生产产品的焊接质量非常重要。
通常，焊接机器人系统由焊接机器人、机器人焊工、定位器、转台等外围设备、焊接夹具、安全装置等组成。该焊接机器人的工作范围几乎与手工焊接一样广泛，可以焊接低碳钢、不锈钢、铝和铜。焊接材料的厚度可以从十分之几毫米到几毫米、十几毫米，甚至几十毫米。焊枪姿态可以灵活调整，实现工件的最佳焊接。
随着机器人控制技术的发展和焊接机器人应用范围的扩大，特别是为了满足现代产品快速升级和多品种小批量的需求，要求实现焊接机器人、变位机、弧焊电源等外围设备的柔性集成。这有助于减少辅助时间，是提高生产效率的关键之一。例如，当在球形或椭圆形工件的径向焊缝或复杂工件周围的卷边接缝的状态下焊接时，焊接变位机必须不断地改变工件的位置和姿态，以便在焊接过程中使焊接熔池水平或稍微向下倾斜。即变位机在焊接过程中不是静止的，而是要做相应的协调运动。弧焊电源和夹具也应在机器人的统一控制下做出相应的协调动作， 从而保证整个系统的高效率和高质量。
3.焊接机器人的发展与展望
随着我国国民经济的发展和工业自动化水平的不断提高，特别是我国加入世贸组织后，许多生产企业对在生产中使用机器人的需求日益强烈，这为焊接机器人市场的快速增长提供了良好的机遇。对机器人的需求逐年增加，中国的机器人市场在近几年将会有一个大的飞跃。
种种迹象表明，未来几年，中国焊接机器人市场将呈现出技术不断进步、市场规模迅速扩大、应用工程项目市场竞争激烈的特点。据预测，未来几年，国内企业对点焊和弧焊机器人的需求将增长30%以上。从机器人技术的发展趋势来看，焊接机器人正在向智能化方向发展，机器人的传感功能将实现多传感器信息的融合，控制系统将从示教和离线编程发展到模糊控制，实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制，从而达到更高的可靠性和安全性。从应用技术市场来看， 性能和价格而技术服务的质量仍将是决定用户做出正确选择的主要因素。家用机器人公司自主品牌的表现价格如果比例进一步提高，短时间内就能与国外产品抗衡。从机器人应用来看，传统制造业对焊接机器人应用的需求持续增长，并向其他行业蔓延。国内外众多机器人厂商激烈竞争的结果，将推动我国工业制造技术自动化水平的不断提高，应用焊接机器人的企业将在高技术、高质量、低成本的条件下实现快速发展。
4.焊接机器人在生产中的主要经验和问题。
弧焊机器人在实际生产中的应用和产业化仍有以下关键问题有待进一步研究和解决:
(1)弧焊机器人系统的柔性集成和优化，减少辅助时间，提高生产效率；
(2)优化新型机器人弧焊逆变电源的结构和性能，控制电流波形，实现熔滴的最佳过渡，减少飞溅；
(3)弧焊过程实用传感技术，能快速准确提取弧焊过程特征信息，实现焊缝自动跟踪；