机械化机器人焊接管理技术研究

2016-11-30胡志斌济南时代新纪元科技有限公司山东济南50000济南斯托伯格机械设备有限公司山东济南50000

科技传播 2016年15期

胡志斌，卢燕.济南时代新纪元科技有限公司，山东济南 50000.济南斯托伯格机械设备有限公司，山东济南 50000

机械化机器人焊接管理技术研究

胡志斌1，卢燕2
1.济南时代新纪元科技有限公司，山东济南 250000
2.济南斯托伯格机械设备有限公司，山东济南 250000

随着信息技术与科学技术的发展，传统的手工焊接技术已无法满足现代化高新技术产品制造的数量与质量上的需求。新形势下的焊接技术已朝着焊接自动化的方向发展，由此可见，当前研究机械化机器人焊接管理技术已具有了十分重要的现实意义。本文分析了焊接机器人管理技术的发展历史，并对焊接机器人的工作原理及发展趋势进行了重点阐述。

机械化；机器人；焊接管理技术；策略

一直以来，焊接在制造业中都扮演着至关重要的角色，而且随着科学技术的发展，焊接技术在现代工业中的作用已十分凸显。科技革命以来，我国的科学技术顺应时代的发展潮流，在不断的变化着，这一发展背景下，自然离不开高质量产品的支持。传统的焊接技术已不适合时代发展的需求，焊接技术必须要达到高效精准的要求，才能发展的更加长远。

1 我国机械化机器人焊接管理技术的发展历史

从整体上看，我国机械化机器人焊接管理技术的发展步伐要晚于美国与日本，我国最早的机械化机器人焊接管理技术始于20世纪70年代，最初是由大学与科研院所自发研制而成的。直到20世纪80年代中期，我国都没有一台工业机器人出现，然而同一时期，国外的工业机器人已经是一个比较成熟的工业产品，突出体现在汽车行业中，焊接管理技术在汽车行业上的运用是十分广泛的。20世纪80年代之后，受国际形势的影响，我国将工业机器人的开发与运用列入了发展计划，对工业机器人的发展投入了很多资金，将应用作为了工业机械化的重要考核内容，如此一来，就将机器人技术与广大的用户紧密结合起来，为推动我国机械工业的发展奠定了坚实有效的基础。经过几十年的努力，我国在焊接管理技术方面取得了许多优秀的发展成果，基础技术、控制技术以及核心技术上都有了重大的突破与进展，机械机器人焊接管理技术已由试用阶段步入了使用化阶段，与此同时，焊接领域中又形成了点焊以及弧焊机器人等一系列的产品，这是机械化机器人焊接管理技术上的一大突破。

2 焊接机器人的工作原理

焊接机器人在现代化工业中的运用已十分普遍，为现代工业的持续发展做出了突出的贡献。焊接机器人正常运行的中枢往往是控制柜中的计算机系统，这一系统对于控制整个流程的工作发挥着无可替代的作用。焊接机器人工作站往往通过计算机系统发挥重要作用，实现对焊接、焊缝以及焊接动态过程的智能传感，而且能够根据所传感的信息对复杂的空间曲线焊缝实施动态化的监控与限制，实现焊枪的规范化运行，一定程度上也能够实现智能化控制。焊接工作是一项复杂的工作，其焊接工艺与焊接环境具有多样性与复杂性，焊接机器人在进行工作之前，应对相配套的焊接路径与焊接参数有一个整体的了解，在此基础上开展作业。此外，需要我们深刻意识到的一点是相应的管理者应建立一套计算机软件系统，运用该软件对焊缝的空间以及焊缝的连接轨迹、焊枪的姿态进行合理的规划设计，以求使用焊接工艺来优化整个焊接参数，为实现焊接机器人的良好运作提供有益的借鉴。

3 机械化机器人焊接管理技术的发展趋势

3.1 虚拟现实技术

随着科学技术的快速发展，未来机械化机器人焊接管理技术会朝着虚拟现实的方向发展，所谓的虚拟现实技术主要包括3D电脑图形学技术、多功能传感器的交互接口技术以及高清显示技术等，这一系列技术的出现都会推动机械化机器人焊接技术朝着更高的平台发展。在信息化技术的推动下，机械化机器人焊接技术将会实现空间上与时间上的分解组合，此技术能够实现临场感通讯以及遥控机器人，对于焊接质量的提升有着十分重要的意义。虚拟现实技术还能够被应用于焊接过程的模拟，如此一来，我们就能够实现焊接技术与电脑控制的优化发展，为实现高效率的焊接管理提供有益的借鉴。数字化的操作对于实际指导焊接工作有着十分重要的意义，对于及时了解焊接管理现状具有指导意义。虚拟现实技术还能够使得广大的用户在焊接之前就能够充分了解未来产品的情况，从而达到进一步预测生产系统性能的有效成果。另外，需要我们深刻认识到的一点是在实际生产之前就进行仿真实验，以便做到多种工艺的对比优化，为选出最合理的焊接工艺提供有益借鉴。

3.2 仿真技术

机械化机器人焊接管理技术是一种多自由度、多连杆的复杂空间结构体，对此结构体的研制与试验必然会涉及到物理学、动力学、机械学等知识。我们需要明确

的一点是复杂的空间结构体一定程度上也会使得动力学与运动学的问题趋于复杂化，有时很难进行计算。这就需要借助机器人，如若不利用机器人作为仿真对象，而仅仅依靠焊接机械手来加以代替，那么工作的效率势必不高，仿真技术的运用不仅能够减少人工压力，而且可以使用电脑图形技术在电脑中形成相应的几何技术，并加以演示，实现高效率运作。

3.3 多传感器信息智能融合技术

新形势下，随着信息技术与科学技术的发展，传感器的种类与数量越来越多地使用在机器人系统中，为现代工业的发展做出了杰出贡献。一大批新式的多传感器得到了广泛应用，像超声波触觉传感器、静电电容式距离传感器等。这些传感器的使用改变了传统的单一传感器为主的时代。如今，焊接机器人在运作的过程中还会采用传感器信息智能融合技术，此项技术可以对多种信息进行综合化处理，而且能够通过这些信息理解正确的环境，从而使得机器人系统能够更好的获得与处理各种信息。

4 机械化机器人焊接管理技术在我国的运用

从整体上看，我国焊接机器人的运用大多集中在汽车行业、工程机械行业以及铁路机车行业，其中汽车行业是焊接机器人的最大用户，同时也是最早的用户，仅仅是汽车制造与汽车零部件生产企业中的焊接机器人就占所有焊接机器人的70%多，可见焊接机器人在汽车行业中的运用是十分广泛的。对汽车行业的焊接机器人进行分析，我们可以看到点焊机器人与弧焊机器人的比例是3:2，研究现状表明，当前很多行业大多是以弧焊机器人为主的。20世纪90年代时，我国引进了先进的技术与生产设备，这些都使我国的汽车制造水平达到了前所未有的水平，与此同时，国外的焊接机器人在我国引入，与我国当前的焊接水平进行了融合，促进了我国焊接管理水平的有效提升。