一,、焊接機(jī)器人概述
焊接技術(shù)是 制造業(yè)中最重要的加工工藝技術(shù)之一，其廣泛應(yīng)用于軌道交通,、石油化工,、航天電子以及建筑等行業(yè)。而隨著技術(shù)的革新及對(duì)于人的保護(hù),，在許多高危行業(yè)及部位的焊接工作開(kāi)始大規(guī)模地制造和使用焊接機(jī)器人來(lái)代替焊工的工作。焊接機(jī)器人是 工業(yè)機(jī)器人的一種,，其主要是 在機(jī)器人的末軸安裝焊鉗或焊炬,，使之具備焊接、切割等功能,。
焊接機(jī)器人由機(jī)器人和焊接設(shè)備兩個(gè)部分構(gòu)成,，通過(guò)人工遠(yuǎn)程操控機(jī)器人進(jìn)行焊接工作，可以實(shí)現(xiàn)在多種條件下的作業(yè),，免除了人工作業(yè)對(duì)于地J甄溫度等方面的-,。然而焊接在機(jī)械制造工業(yè)中的地位舉足輕重，關(guān)系著整個(gè)設(shè)備的安全穩(wěn)定,，所以對(duì)于焊接機(jī)器人就要求：一要具有高精度的控制系統(tǒng),，保證其焊接工作的準(zhǔn)確性；二要具有高度的靈活性,，靈活性不是 要求跟人一樣的靈活,，是 要保證 自動(dòng)焊接加工工作中能夠自由調(diào)整焊鉗或焊炬的位置，除此之外,，機(jī)器人的記憶系統(tǒng)還要儲(chǔ)存足夠的點(diǎn)位數(shù)據(jù)保證工作中的參數(shù)選擇,。
焊接機(jī)器人應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造中具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是 其能保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高焊接質(zhì)量,，只要前期規(guī)劃好焊接機(jī)器人工作的軌道以及工作的內(nèi)容,，在持續(xù)供電的情況下其工作狀態(tài)相對(duì)于人工來(lái)說(shuō)十分穩(wěn)定；二是 在其穩(wěn)定工作狀態(tài)下必然可以保證其勞動(dòng)效率的提高,，俗話說(shuō)“像個(gè)機(jī)器人一樣工作”,，焊接機(jī)器人一旦開(kāi)始工作就不存在浪費(fèi)時(shí)間的情況，勞動(dòng)效率自然就會(huì)提高,；三是 可以改苦工人的勞動(dòng)條件,，其不存在對(duì)于“生存”所需的苛刻條件，可以在人所不能工作的環(huán)境條件下保持工作狀態(tài),。當(dāng)然,，也必須要正視其存在的缺點(diǎn)：一是 前期制造的技術(shù)條件等需要準(zhǔn)備充分,，一旦出現(xiàn)異常條件焊接機(jī)器人很容易就“-”了，不利于保持生產(chǎn)狀態(tài),；二是 焊機(jī)機(jī)器人的日常維護(hù)工作煩瑣,，不僅有機(jī)械方面的維護(hù)，還要對(duì)其預(yù)設(shè)的操作系統(tǒng)等軟件設(shè)施做好維護(hù),，機(jī)械方面的故障比較容易解決,，而系統(tǒng)上的bug則會(huì)破壞機(jī)器人穩(wěn)定工作的狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)宕機(jī),。
二,、焊接機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀
(一)工作站
工作站是 指焊接工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，焊接的點(diǎn)位固定,，只需要將焊接機(jī)器人固定在工作臺(tái)上,，通過(guò)傳送設(shè)備將需要焊接的設(shè)備送至焊接位即可，一般這類傳送設(shè)備也多采用工業(yè)掃L器人來(lái)代替,。當(dāng)然,，對(duì)于一些需要簡(jiǎn)單變位的焊接設(shè)備也可以通過(guò)移位機(jī)器人來(lái)對(duì)設(shè)備或者焊接機(jī)器人進(jìn)行一些移位活動(dòng)來(lái)保證焊接工藝的流暢銜接。而許多大型復(fù)雜的焊接技術(shù)則需要分類別流水線安裝焊接機(jī)器人來(lái)進(jìn)行配合工作以完成整個(gè)工作,，也稱為生產(chǎn)線,，這將在下一個(gè)部分討論。就焊接機(jī)器人工作站的工作性質(zhì)來(lái)說(shuō)可以分為以下幾類：
(1)箱體焊接機(jī)器人工作站,。這類工作站所使用的焊接機(jī)器人主要是 針對(duì)箱柜行業(yè)中生產(chǎn)量大且對(duì)質(zhì)量尺寸要求較高的箱體焊接,，例如保險(xiǎn)柜、保險(xiǎn)箱以及大型集裝箱等,。
(2)不銹鋼氣室焊接機(jī)器人工作站,。主要針對(duì)的是 不銹鋼的焊接工藝，由于不銹鋼在焊接過(guò)程中受熱變形的情況較多,，所以要有針對(duì)性地采用激光焊接技術(shù),，主要包括焊接機(jī)器人、激光發(fā)射器,、水冷設(shè)備以及激光掃描跟蹤設(shè)備等,，針對(duì)少部分需要變位的焊接點(diǎn)還需要使用移位機(jī)器人。
(3)軸類焊接機(jī)器人工作站,。這是 為生產(chǎn)低壓電器行業(yè)里所必須的萬(wàn)能式斷路器的轉(zhuǎn)軸焊接而專門(mén)研發(fā)的焊接機(jī)器人,，其主要設(shè)備包括：焊接機(jī)器人、焊炬,、移位機(jī)器人以及控制系統(tǒng)等,。其目前被廣泛應(yīng)用于電力電氣等需要高精度轉(zhuǎn)軸來(lái)帶動(dòng)工作的焊接，相對(duì)于人工焊接技術(shù)來(lái)講，具有高精確性和較高的生產(chǎn)效率,。
(4)工作站在水下焊接上的應(yīng)用,。目前水下工程越來(lái)越發(fā)達(dá)，許多機(jī)械設(shè)備需要在水下現(xiàn)場(chǎng)焊接安裝,，焊接機(jī)器人就可以利用所研發(fā)出的特殊材料在水下等人類焊工難以勝任的地方進(jìn)行工作,。
(二)生產(chǎn)線
生產(chǎn)線就是 指把不同焊接功能的機(jī)器人按照流水線作業(yè)的方式連接起來(lái)，保持上下道焊接工序之間的銜接,，而每個(gè)點(diǎn)位的焊接機(jī)器人只承擔(dān)特定的焊接工藝,，各司其職，通過(guò)傳送設(shè)備將所需要焊接的設(shè)備準(zhǔn)確送至下一道工序,，直至完成整個(gè)焊接工作,。通過(guò)這種生產(chǎn)線的方式來(lái)進(jìn)行的焊接可以極大地減少企業(yè)在人力資源上的投資，同時(shí)也可以保證其工作時(shí)間的長(zhǎng)期穩(wěn)定而只需要投入一小部分精力來(lái)維護(hù)好生產(chǎn)線上的設(shè)備等,。其具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在汽車制造中的應(yīng)用,。目前，全世界的汽車制造已經(jīng)形成相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)線,，承擔(dān)車身的鋼鐵框架結(jié)構(gòu)等需要焊接技術(shù)的工作崗位已經(jīng)全面被焊接機(jī)器人所代替。最為成功的就是 日木豐山汽車公司,，其最先使用點(diǎn)焊機(jī)器人來(lái)代替焊工的工作,，極大地提高了 全自動(dòng)焊接加工質(zhì)量，同時(shí)也提高了汽車制造的效率,，使得成品的制造時(shí)間大為縮短,，短時(shí)間內(nèi)迅速占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，此后美國(guó),、德國(guó)等汽車工業(yè)大國(guó)紛紛效仿,。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的奇瑞、傳棋,、哈弗等品牌的汽車也全面使用了焊接機(jī)器人技術(shù),，提高了國(guó)產(chǎn)汽車的質(zhì)量，也在近年來(lái)獲得了消費(fèi)者的一致好評(píng),。
三,、焊接機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)
(一)優(yōu)化焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)
目前，投入使用的焊機(jī)機(jī)器人的控制系統(tǒng)都是 預(yù)先寫(xiě)入的,，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)的終端控制來(lái)操縱這些機(jī)器人進(jìn)行焊接工藝,。而這些特定寫(xiě)入的操作控制系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或者離線更改，一旦出現(xiàn)控制系統(tǒng)受到攻擊或者自帶Bug的爆發(fā)就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)的癱瘓,。所以,，未來(lái)焊接機(jī)器人的控制系統(tǒng)會(huì)向著模塊化、智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及離線編程,。
(二)焊接機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)通信功能
現(xiàn)在使用的焊接機(jī)器-多是 單機(jī)工作的,，在網(wǎng)絡(luò)鏈接上的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)相對(duì)甚少，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)控制功能,，智能是 機(jī)械單一地進(jìn)行重復(fù)工作,。在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)日新月異的現(xiàn)代，焊接機(jī)器人在網(wǎng)絡(luò)化這塊的發(fā)展前景巨大,，連入網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制也大有幫助,。
(三)優(yōu)化焊接機(jī)器人的操作結(jié)構(gòu)
焊接機(jī)器人自研發(fā)之初就專一為焊接工藝而設(shè)，其結(jié)構(gòu)性能單一,，在-方面的應(yīng)用上稍顯不足,。未來(lái)智能化的機(jī)器人將會(huì)全面取代功能單一的機(jī)器人，所以焊接機(jī)器人也不可避免地要在結(jié)構(gòu)功能上有所突破,。
(四)焊接機(jī)器人的傳感技術(shù)
焊接機(jī)器人的工作中傳感器的作用巨大,，通過(guò)傳感器可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人工作位置、速度等方面的變化控制,，同時(shí)對(duì)某些點(diǎn)位要求精確的焊接機(jī)器人還配備有激光傳感器及壓力傳感器等,。而這些傳感器在應(yīng)對(duì)氣候等特殊條件下的誤差難以把握，未來(lái)焊接機(jī)器人的傳感技術(shù)會(huì)在視覺(jué),、觸覺(jué),、聲覺(jué)等偏向人類功能的方面有所企及。
(五)焊接機(jī)器人的人工智能化
人工智能是 近年來(lái)科技研究的新方向且在某些領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成效(例如最近火爆全球的AIphaGo),，未來(lái)就應(yīng)用于人類工業(yè)生產(chǎn)的焊接機(jī)器人而言,，也需要在人工智能方面下足功夫，通過(guò)智能化機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)類人化思考及學(xué)習(xí),，可以極大地提高工作效率,。
焊接機(jī)器人現(xiàn)階段在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用成效不錯(cuò)，尤其是 在汽車,、輪船等制造業(yè)上的應(yīng)用最為廣泛,，未來(lái)其在人工智能化的發(fā)展是 主要的研究方向，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)功能提高其工作效率對(duì)于人類工業(yè)的發(fā)展勢(shì)必又是 一個(gè)新突破,。
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