隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化程度的日益加強，節(jié)能的焊接機器人技術(shù)應(yīng)用于各類行業(yè)，并且焊接機器人技術(shù)也在日益研究改進中。本文首先介紹了焊接機器人的分類，其次著重闡述了焊接機器人的先進技術(shù)以及發(fā)展方向。

1　焊接機器人的分類

(1)弧焊機器人。弧焊機器人不只是一個簡單的操作運動機構(gòu)，是包括各種電弧焊附屬裝置在內(nèi)的柔性焊接系統(tǒng)，因此，它的性能有特殊要求。在電弧焊接中，火炬應(yīng)珠沿預(yù)定軌跡，并且連續(xù)地形成焊縫填充金屬。

(2)點焊機器人。汽車工業(yè)是一個重大的點焊機器人系統(tǒng)的應(yīng)用，在該組件中的每個車體，當(dāng)身體中，焊料接頭的約百分之六十是由機器人完成。點焊機器人逐漸需要有更好的工作性能，主要有：1)與點焊機的接口通訊功能;2)工作空間大;3)點焊速度與生產(chǎn)線速度相匹配，快速完成小節(jié)距的多點定位(大約每0.3—0.4s移動30—50mm且準確定位);4)持重大(50—100kg)，以便攜帶內(nèi)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(qū)動器，使用其分類方法的不同軌跡。按下電源驅(qū)動方法的不同點，每個焊接機器人以下幾類：1)氣壓驅(qū)動。壓力0.4-1.0MPa。其主要優(yōu)點是氣動氣方便，驅(qū)動系統(tǒng)具有圓筒型，氣動驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單，成本低，維護方便的緩沖作用;主要的缺點是該裝置的尺寸大，定位精度不高;2)液壓驅(qū)動。電能質(zhì)量液壓驅(qū)動系統(tǒng)，既快又好，而且速度液壓驅(qū)動的大，傳動平穩(wěn)，效率高的內(nèi)在比較簡單，通過閥門無級變速在很寬的范圍內(nèi)流動;其主要缺點是我們需要泵液壓站，易漏油，這不僅影響穩(wěn)定性和定位精度，而且還污染環(huán)境;3)電氣驅(qū)動。電驅(qū)動是利用由馬達或多種轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的力，無論是直接或通過減速機構(gòu)來驅(qū)動負載，以獲得所需的機器人動作。由于電驅(qū)動器是容易控制的精度高的運動，使用方便，成本低，效率高的車程，不污染環(huán)境等諸多優(yōu)點，是常見的，大部分應(yīng)用為導(dǎo)向的方法。目前生產(chǎn)的機器人大都采用交流伺服電機驅(qū)動。

2　焊接機器人技術(shù)研究現(xiàn)狀

隨著我國的現(xiàn)代化建設(shè)，越來越注重智能化的建設(shè)。焊接機器人技術(shù)主要是以機器人焊接智能化為核心來進行的。

2.1　焊縫跟蹤技術(shù)

由于現(xiàn)代數(shù)學(xué)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的不確定性，焊接軌道焊接成一個新的時代---智能焊縫跟蹤時代的出現(xiàn)。其中，研究清華電弧跟蹤系統(tǒng)，傳感器和控制系統(tǒng)，它詳細地討論了焊縫跟蹤系統(tǒng)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。接近人類視覺等方面的優(yōu)勢視覺傳感器信息來檢測焊縫和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用到焊縫跟蹤系統(tǒng)模糊控制焊縫跟蹤應(yīng)用，中國南方大學(xué)提出了基于自適應(yīng)共振理論(AdaptiveResonanceThe2ory)接縫跟蹤神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，即分類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，實際的焊接方式的圖像空間，根據(jù)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(shè)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信號轉(zhuǎn)換元件，隨著智能化技術(shù)的出現(xiàn)，也出現(xiàn)了具有某些特定的處理，即智能傳感器內(nèi)部的傳感器信號。有利于集成電子電路開發(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(tǒng)的。在弧焊機器人的傳感技術(shù)，電弧傳感器的顯著位置的光學(xué)傳感器的研究。在研究中的各種特定的引人注目的視覺傳感器的光學(xué)傳感器中，計算機視覺和圖像處理用新的技術(shù)成果組合所獲得的信息的數(shù)量，可增強適應(yīng)外部焊接機器人的能力。

2.3　焊接機器人與周邊焊接設(shè)備的柔性化集成

在焊接過程中，焊接機器人和靈活的外圍設(shè)備控制的協(xié)調(diào)，有利于減少輔助時間，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熔池可以使水平或略低坡狀態(tài)下，焊接定位器須不斷改變工件的位置和姿態(tài)。在焊接過程中該定位裝置是不固定的，而是做運動的適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)?；『鸽娫春蛫A具，因此也做機器人的統(tǒng)一控制下運動的適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)，以保證高質(zhì)量的工作的整個系統(tǒng)。

3　焊接機器人的發(fā)展方向

隨著焊接機器人的深入應(yīng)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)機器人控制的開放型體系結(jié)構(gòu)。開放意味著互用性，目前工業(yè)機器人控制器大的擔(dān)心是它的功能專一、性能不完善。推廣基于PC的平臺，實際上是考慮用戶對性能和成本的要求，使機器人從專用的控制器向基于PC機的開放、通用的控制器過沮。

(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中解脫出來，甚至能直接代替人在惡劣、危險的環(huán)境中進行自動焊接作業(yè)，須開發(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(xiàn)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，目前在工廠廣泛使用，它的功能是示教再現(xiàn)。即示教時操作者通過示教盒編程記錄焊接路徑關(guān)鍵點，并設(shè)置焊接引弧點、熄弧點以及焊接工藝參數(shù)。并可以周爾復(fù)始，全自動運行。這種工作方式重復(fù)件好，但沒有視覺，缺少對環(huán)境變化的自適應(yīng)能力，例如當(dāng)實際行走軌跡與示數(shù)軌跡由于加工、安裝、焊接變形等原因存在位置偏差時，導(dǎo)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、力覺、觸覺等傳感器，在示教的基礎(chǔ)上可以適應(yīng)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(yīng)用階段，并產(chǎn)生顯著經(jīng)濟效益。第三代是智能機器人。能理解人的命令，預(yù)知或感知外部環(huán)境，自行規(guī)劃操作順序、自動制定運動軌跡、焊槍姿態(tài)和焊接參數(shù)，并實時修正，以完成特定的任務(wù)。融合CAX技術(shù)和視覺傳感技術(shù)的智能機器人是焊接機器人的重要研究和發(fā)展方向。