隨著(zhù)我國工業(yè)現代化程度的日益加強，節能的焊接機器人技術(shù)應用于各類(lèi)行業(yè)，并且焊接機器人技術(shù)也在日益研究改進(jìn)中。本文首先介紹了焊接機器人的分類(lèi)，其次著(zhù)重闡述了焊接機器人的先進(jìn)技術(shù)以及發(fā)展方向。

1　焊接機器人的分類(lèi)

(1)弧焊機器人?；『笝C器人不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的操作運動(dòng)機構，是包括各種電弧焊附屬裝置在內的柔性焊接系統，因此，它的性能有特殊要求。在電弧焊接中，火炬應珠沿預定軌跡，并且連續地形成焊縫填充金屬。

(2)點(diǎn)焊機器人。汽車(chē)工業(yè)是一個(gè)重大的點(diǎn)焊機器人系統的應用，在該組件中的每個(gè)車(chē)體，當身體中，焊料接頭的約百分之六十是由機器人完成。點(diǎn)焊機器人逐漸需要有更好的工作性能，主要有：1)與點(diǎn)焊機的接口通訊功能;2)工作空間大;3)點(diǎn)焊速度與生產(chǎn)線(xiàn)速度相匹配，快速完成小節距的多點(diǎn)定位(大約每0.3—0.4s移動(dòng)30—50mm且準確定位);4)持重大(50—100kg)，以便攜帶內裝變壓器的焊鉗;5)定位準確，精度約±0.25mm，以確保焊接質(zhì)量。

(3)焊接機器人是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，你可以按下電源驅動(dòng)器，使用其分類(lèi)方法的不同軌跡。按下電源驅動(dòng)方法的不同點(diǎn)，每個(gè)焊接機器人以下幾類(lèi)：1)氣壓驅動(dòng)。壓力0.4-1.0MPa。其主要優(yōu)點(diǎn)是氣動(dòng)氣方便，驅動(dòng)系統具有圓筒型，氣動(dòng)驅動(dòng)結構簡(jiǎn)單，成本低，維護方便的緩沖作用;主要的缺點(diǎn)是該裝置的尺寸大，定位精度不高;2)液壓驅動(dòng)。電能質(zhì)量液壓驅動(dòng)系統，既快又好，而且速度液壓驅動(dòng)的大，傳動(dòng)平穩，效率高的內在比較簡(jiǎn)單，通過(guò)閥門(mén)無(wú)級變速在很寬的范圍內流動(dòng);其主要缺點(diǎn)是我們需要泵液壓站，易漏油，這不僅影響穩定性和定位精度，而且還污染環(huán)境;3)電氣驅動(dòng)。電驅動(dòng)是利用由馬達或多種轉矩產(chǎn)生的力，無(wú)論是直接或通過(guò)減速機構來(lái)驅動(dòng)負載，以獲得所需的機器人動(dòng)作。由于電驅動(dòng)器是容易控制的精度高的運動(dòng)，使用方便，成本低，效率高的車(chē)程，不污染環(huán)境等諸多優(yōu)點(diǎn)，是常見(jiàn)的，大部分應用為導向的方法。目前生產(chǎn)的機器人大都采用交流伺服電機驅動(dòng)。

2　焊接機器人技術(shù)研究現狀

隨著(zhù)我國的現代化建設，越來(lái)越注重智能化的建設。焊接機器人技術(shù)主要是以機器人焊接智能化為核心來(lái)進(jìn)行的。

2.1　焊縫跟蹤技術(shù)

由于現代數學(xué)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )及其應用復雜的非線(xiàn)性系統的不確定性，焊接軌道焊接成一個(gè)新的時(shí)代---智能焊縫跟蹤時(shí)代的出現。其中，研究清華電弧跟蹤系統，傳感器和控制系統，它詳細地討論了焊縫跟蹤系統的各種傳感器，并提出了基于焊縫模式的CCD圖像提供了新的算法，軌跡識別。接近人類(lèi)視覺(jué)等方面的優(yōu)勢視覺(jué)傳感器信息來(lái)檢測焊縫和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，并應用到焊縫跟蹤系統模糊控制焊縫跟蹤應用，中國南方大學(xué)提出了基于自適應共振理論(AdaptiveResonanceThe2ory)接縫跟蹤神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，即分類(lèi)為若干空間模式分布的灰縫截面方向，使記憶ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )與匹配檢查的程度獲得的，實(shí)際的焊接方式的圖像空間，根據確定的焊槍和焊接的偏離的分布的方式，該偏差是模糊變量設計自整定PID模糊控制器。

2.2　智能傳感器和機器人多傳感器信息融合技術(shù)

基本的傳感器只有一個(gè)信號轉換元件，隨著(zhù)智能化技術(shù)的出現，也出現了具有某些特定的處理，即智能傳感器內部的傳感器信號。有利于集成電子電路開(kāi)發(fā)的智能傳感器，高度集成的處理器件上，使得該傳感器可以有一些信息處理能力感測系統的。在弧焊機器人的傳感技術(shù)，電弧傳感器的顯著(zhù)位置的光學(xué)傳感器的研究。在研究中的各種特定的引人注目的視覺(jué)傳感器的光學(xué)傳感器中，計算機視覺(jué)和圖像處理用新的技術(shù)成果組合所獲得的信息的數量，可增強適應外部焊接機器人的能力。

2.3　焊接機器人與周邊焊接設備的柔性化集成

在焊接過(guò)程中，焊接機器人和靈活的外圍設備控制的協(xié)調，有利于減少輔助時(shí)間，它的關(guān)鍵生產(chǎn)效率之一。在徑向焊接工件球形或橢圓形，為了在焊接期間使整個(gè)熔池可以使水平或略低坡?tīng)顟B(tài)下，焊接定位器須不斷改變工件的位置和姿態(tài)。在焊接過(guò)程中該定位裝置是不固定的，而是做運動(dòng)的適當的協(xié)調?；『鸽娫春蛫A具，因此也做機器人的統一控制下運動(dòng)的適當的協(xié)調，以保證高質(zhì)量的工作的整個(gè)系統。

3　焊接機器人的發(fā)展方向

隨著(zhù)焊接機器人的深入應用，焊接機器人已向多方向發(fā)展，目前焊接機器人的主要發(fā)展方向是：

(1)機器人控制的開(kāi)放型體系結構。開(kāi)放意味著(zhù)互用性，目前工業(yè)機器人控制器大的擔心是它的功能專(zhuān)一、性能不完善。推廣基于PC的平臺，實(shí)際上是考慮用戶(hù)對性能和成本的要求，使機器人從專(zhuān)用的控制器向基于PC機的開(kāi)放、通用的控制器過(guò)沮。

(2)焊接機器人的智能化。要將技術(shù)人員和熟練工人從繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，甚至能直接代替人在惡劣、危險的環(huán)境中進(jìn)行自動(dòng)焊接作業(yè)，須開(kāi)發(fā)具有一定智能的智能機器人，焊接機器人的智能化主要表現為傳感器的智能化。

(3)機器人按制從單機向集散式、網(wǎng)絡(luò )化的方向發(fā)展。

從這個(gè)意義上，機器人的發(fā)展可分為三代：首先是示教型機器人，目前在工廠(chǎng)廣泛使用，它的功能是示教再現。即示教時(shí)操作者通過(guò)示教盒編程記錄焊接路徑關(guān)鍵點(diǎn)，并設置焊接引弧點(diǎn)、熄弧點(diǎn)以及焊接工藝參數。并可以周爾復始，全自動(dòng)運行。這種工作方式重復件好，但沒(méi)有視覺(jué)，缺少對環(huán)境變化的自適應能力，例如當實(shí)際行走軌跡與示數軌跡由于加工、安裝、焊接變形等原因存在位置偏差時(shí)，導致焊接質(zhì)量不好甚至失敗。其次弧焊機器人是具有一定傳感功能的示教機器人，如視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等傳感器，在示教的基礎上可以適應環(huán)境的變化，目前在某些領(lǐng)域某些功能上已經(jīng)到生產(chǎn)應用階段，并產(chǎn)生顯著(zhù)經(jīng)濟效益。第三代是智能機器人。能理解人的命令，預知或感知外部環(huán)境，自行規劃操作順序、自動(dòng)制定運動(dòng)軌跡、焊槍姿態(tài)和焊接參數，并實(shí)時(shí)修正，以完成特定的任務(wù)。融合CAX技術(shù)和視覺(jué)傳感技術(shù)的智能機器人是焊接機器人的重要研究和發(fā)展方向。