万 强，石从继，吴修玉

(武昌首义学院机电与自动化学院，湖北 武汉 430064)

0 引言

搅拌摩擦焊是一种先进固态焊接技术，它可实现不同材质的固态连接，具有低孔隙率、高强度力学特性、无填充剂等优点[1]。所以，该种焊接技术在焊接领域受到越来越广泛的关注，现已大量应用于航空、航天、船舶、轨道交通、汽车等领域及国内高铁车体制造中[2-3]。

搅拌摩擦焊设备从结构形式上分为台式、龙门式和机器人式等多种类型，而台式和龙门式常规搅拌摩擦焊设备通用性差、能焊接的焊缝形式有限、效率不是很高，不适用于自动生产线上的焊接，所以将搅拌摩擦焊技术与工业机器人相结合，便产生了机器人搅拌摩擦焊技术[4]。机器人搅拌摩擦焊具有批量化、柔性化、自动化生产制造的极大优势，其市场需求巨大。如今，机器人搅拌摩擦焊已经成为焊接领域的重要发展方向。

如今在国外，工业机器人搅拌摩擦焊已走出实验室，开始在工业生产上应用；在国内，工业机器人搅拌摩擦焊技术还处于研究阶段，仍有许多关键技术没有突破，比如，重载工业机器人本体及关键零部件设计与制造技术、适用于搅拌摩擦焊机器人集成的各种复杂传感器和测控系统等[5]。

由于很难实时确定工业机器人末端点位置并符合一定精度要求，或者其位置不能全自动跟踪确定，目前，应用中的工业机器人一般都属于开环控制，真正意义上的闭环控制还没有实现。

1 重载搅拌摩擦焊机器人结构性能分析

如图1所示，是一款载重为3 kN的工业机器人。……