机器人焊接前沿技术—焊接1301 徐昀华
工业机器人焊接关键技术及应用分析
工业机器人焊接关键技术及应用分析摘要：社会经济在快速向前发展，机器人技术也越来越成熟，使得焊接制造领域技术逐渐发生了更替。
本篇文章对焊接机器人的关键技术进行了介绍，分析了焊接机器人的发展状况以及关键性技术的应用情况，针对焊接机器人未来的发展前景进行了研究。
关键词：工业机器人；焊接关键技术；应用分析引言：在智能制造领域中，机器人属于先进的装备，应用的范围越来越广泛。
在国内各个领域发展的过程中，机器人的应用范围得到了有效的拓展，机器人的应用数量也越来越多，在未来发展的过程中，机器人应用的空间会越来越广阔。
焊接机器人在工业机器人领域当中占据了非常重要的地位，可以说是工业发展当中的先驱者。
机器人焊接是在传统焊接工艺制造基础上对机器人进行改造，使之能够进行焊接作业成为焊接机器人，成为了现代制造技术当中无可替代的重要角色。
1机器人焊接的关键技术1.1传感技术在焊接过程的应用传感器是机器人焊接重要的组成装置，相当于机器人的“眼睛”，可以对物质的变化进行精准的感知。
焊接电弧在燃烧过程中，需要将声音作为整体的参照标准，整体的传感器应用了电流电压的大小，从而可以对熔池的瞬时状态进行有效的感知，了解焊接质量的动态性变化。
监控焊接工作在开展的过程中，需要对电弧的波动情况进行监测，以便于可以对高温熔滴的类型进行有效的判断。
机器人在进行焊接工作的过程中，需要通过前沿的传感系统获取相应的信息，应用机器人进行焊接，可以对系统的电流和电压数据进行有效的分析。
机器人焊接工作在开展的过程中，需要对熔透情况进行精准的预测，有效了解机器人焊接过程中所存在的缺陷，分析缺陷所形成的原因。
将温度的变化情况作为内容调整的主要参照依据，传感焊接工作在开展的过程中，需要对温度的分布情况进行有效的了解，从而可以获取高温溶值的数据。
电弧光谱的特点就是所富含的信息比较丰富，和电弧并没有直接的接触，该方法在具体应用的过程当中，可以对焊缝的缺陷进行有效的弥补。
焊接机器人技术现状与发展趋势
焊接机器人技术现状与发展趋势摘要：近几十年来，随着自动控制理论、计算机技术、电子技术和通讯技术等的飞速发展，自动化焊接方法尤其是机器人焊接技术得到了迅速发展。
用自动化焊接方法代替人工焊接已经成为全球工业制造必然的发展趋势，在一些行业中将逐步替代传统的人工焊接。
自二十世纪以来，焊接自动化技术的应用在我国越来越普遍，当前在汽车工业、大型管道等产品的制造过程中，已用焊接机器人实现了大量焊接接头的连接，并且在某些具体的工业生产中尤其是汽车制造中已形成了一套高生产效率、高焊接质量的焊接自动生产线，大力推动了焊接在工业生产中的规模化、机械化和自动化。
机器人焊接技术在显著提高焊接生产效率的同时，还提升了产品焊接质量，改变了工人的操作环境，很大程度上降低了工人的劳动强度。
关键词：焊接机器人；控制技术；焊接技术；智能化截至目前，焊接智能机器人领域在经验方面已先后完成至少三次大规模技术更新升级，从一个仅能在原始教学和回放模式下独立操作的智能焊接机器人，到一个能够通过多传感器模式实时接收焊接信息数据的自动离线智能焊接机器人。
然后逐步发展和进化为能够超越我们通常所说的多传感器模式的智能机器人，双方已经能够通过自学习编程和其他方式快速实现焊接机器人的自适应焊接，该机器人能够自动适应复杂工作环境的功能要求。
1焊接机器人介绍早些年间，最开始出现的是火烙铁钎焊、锻接等简单的金属连接方法。
从上世纪三十年代以后才逐步形成电弧焊、电阻焊，到后来的埋弧焊，二氧化碳保护焊。
从上世纪八十年代开始，在焊接领域逐步使用机器人焊接技术，使得自动化焊接技术的步伐向前迈出了关键一步。
改革开放以后，焊接机器人的应用也较为普遍，各种用途的工业机器人在各自领域得到广泛的应用。
现已广泛应用于汽车零部件制造业中、重型机械结构部件、锅炉压力容器件、铁路车辆、国防兵器等方面。
当前，国外焊接机器人已经逐渐形成了欧美和日本这两大体系。
焊接机器人主要是指具有三个或者三个以上可自由编程的运动轴，依靠编写程序实现对机器人的控制，使机器人能够按照预先规定的作业路径及速度，把焊接工具送到指定位置的机器。
机器人焊接技术
机器人焊接技术张华军（上海振华重工（集团）股份有限公司焊接应用研究所）焊接技术俗称“工业裁缝”，大到飞机、轮船、火箭、汽车，小到手机、微电路等，都需要焊接来完成。
从理论上来说，两块分离的材料，我们把它需要连接的面靠在一起，如果我们把这个靠在一起的面足够紧密的话，这种情况下，这个材料按照它的物理本性，就能连接在一起，就能形成一个连接在一起的材料。
因此，焊接的基本原理就是采用施加外部能量的办法，促使分离材料的原子接近，形成原子键的结合。
方向：焊接自动化现在，全世界所有大工业的产业，像航天航空、造船、通讯、家用电器、大型电站、冶金、微电子、武器装备，等等，焊接都是最主要的工艺。
焊接又是一个安全要求非常高的一种先进工艺。
大家都知道，如果焊接质量出现问题的话，所造成的危害是毁灭性的。
比如，海上钻井平台桩腿如出现裂纹，将会造成类似于墨西哥湾漏油事件，造成极大的危害。
为了保证焊接质量，机器人自动化焊接方式的发展，可以代替人工操作，避免人为因素的干扰。
比如，德国制造的口碑是建立在一个非常有意思而且关键的观点上：不相信人。
德国人有一个根深蒂固的观念，是人都会犯错，都会有误差，特别是生产环节上的负面影响，经过流水线的每个环节逐级放大，必然会最终影响产品的品质。
因此，整个产品的生产过程中人的因素越多，最终产品出问题的可能性越大。
德国人之所以追求品质的思路非常直接，就是在生产环节上动用一切可能的手段把人的影响降低到最小，把每件事情都分解成机器能执行的。
换句话说，就是提高生产的自动化水平，只要机器能做的，在成本合理的范围内，就坚决不让人做；或把人类不擅长做的或重复易错的工作交给机器人完成。
手工操作焊接，要操作得非常稳，使其弧长要保持高度一致，焊条前移速度要均匀，焊枪角度要把握得非常准确，等等。
还要用耳朵听声音，有经验的焊工能听出焊接过程是否平稳，飞溅是不是多了，等等。
因此，手工焊接对焊工的要求是非常高的，同样一根焊条，同样一种材料，不同的焊工焊出来的结果可能会天差地别。
一种基于深度学习的焊接机器人的焊缝识别方法[发明专利]
![一种基于深度学习的焊接机器人的焊缝识别方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e1f9d0ca0342a8956bec0975f46527d3250ca659.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910429265.6(22)申请日 2019.05.22(71)申请人 广东工业大学地址 510060 广东省广州市越秀区东风东路729号大院(72)发明人 王涛 孙振 倪浩敏 萧堪鸿 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人 罗满(51)Int.Cl.G06K 9/62(2006.01)G06N 3/04(2006.01)(54)发明名称一种基于深度学习的焊接机器人的焊缝识别方法(57)摘要本发明公开了一种基于深度学习的焊接机器人的焊缝识别方法，包括：获取焊缝的样本图像集；建立卷积-反卷积神经网络的模型；模型包括卷积神经网络和反卷积神经网络，通过卷积神经网络提取待识别焊缝的图像特征，通过反卷积神经网络获取待识别焊缝的语义表达式；卷积神经网络包括具有卷积核的卷积层，卷积核的采样点位置均设置偏移变量，以实现卷积核采样点根据待识别焊缝的特征自适应变化；利用样本图像集训练模型，得到卷积-反卷积神经网络；将获取的待识别焊缝的图像输入卷积-反卷积神经网络，得到待识别焊缝的分割图片和分割图片所对应的焊缝类型。
上述焊缝识别方法，能够极大提高焊缝识别的精度和效率。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 110135513 A 2019.08.16C N 110135513A1.一种基于深度学习的焊接机器人的焊缝识别方法，其特征在于，包括：获取焊缝的样本图像集；建立卷积-反卷积神经网络的模型；所述模型包括卷积神经网络和反卷积神经网络，通过所述卷积神经网络提取待识别焊缝的图像特征，通过所述反卷积神经网络获取待识别焊缝的语义表达式；所述卷积神经网络包括具有卷积核的卷积层，所述卷积核的采样点位置均设置偏移变量，以实现所述卷积核采样点根据待识别焊缝的特征自适应变化；利用所述样本图像集训练所述模型，得到所述卷积-反卷积神经网络；将获取的待识别焊缝的图像输入所述卷积-反卷积神经网络，得到待识别焊缝的分割图片和所述分割图片所对应的焊缝类型。
焊接智能化与智能化焊接机器人技术研究进展
焊接智能化与智能化焊接机器人技术研究进展发布时间：2022-07-13T01:47:16.097Z 来源：《科学与技术》2022年第3月第5期作者：俞强[导读] 随着现代制造技术的飞速发展，焊接自动化技术、机械自动化技术、柔性智能技术已经成为未来我国制造技术发展的必然趋势。
俞强江苏振江新能源装备股份有限公司，江苏江阴 214441摘要：随着现代制造技术的飞速发展，焊接自动化技术、机械自动化技术、柔性智能技术已经成为未来我国制造技术发展的必然趋势。
而随着我国现代制造工业中材料应用、信息数字化技术的应用以及自动化控制技术的掌握等多项前沿性学科技术的交叉发展，也推动我国现代焊接技术从传统的手工工艺作业发展为了当今的智能化科学工业。
本文主要针对焊接智能化和智能化焊接机器人技术的研究现状进行了分析，并且就焊接智能机器人技术在工程中的应用实践进行了探讨，希望能够为不断提升我国智能化焊接工艺的发展水平提供参考意见。
关键词：智能化焊接；焊接机器人；技术研究前言：智能焊接技术主要是通过模拟焊工焊接操作过程中的行为进而实现机器人的自动智能化焊接，近年来，机器人智能化焊接技术也成为了制造技术行业关注的关键技术以及研究热点。
在未来，采用智能化的焊接机器人来代替人工操作进行焊接已经不再是遥不可及的梦想，而智能焊接技术的应用也极大地提升了制造行业的工作效率，推动我国制造行业持续向智能化的方向发展。
焊接机器人在应用过程中需要快速的收集焊接动态以及焊接周边条件的数据信息，通过类似于人类的传感器设备感受外部的焊接环境和条件。
然后需要模拟焊工的手部动作以及工作经验，分析并且提取焊接动态运作过程中的肌理特征，从而建立起与焊接过程和质量控制有关的模型。
然后需要设计焊接动态过程的智能控制系统控制机器人代替人工实现焊接全过程，从而达到智能控制以及自主焊接的目标。
一、焊接智能化与智能化焊接机器人技术的发展现状（一）焊接传感技术焊接施工过程中应用到不同类型的传感器技术主要建立在不同的传感原理之上，目前，智能焊接传感器技术主要包括光谱传感器、视觉传感器、温度传感器以及电弧传感器和声学传感器等种类。
机器人工艺焊接技术的研究与应用
机器人工艺焊接技术的研究与应用引言随着科技的不断进步与发展，机器人技术在工业领域的应用越来越广泛。
其中，机器人工艺焊接技术作为其中的一个重要方向，对于提高生产效率、确保产品质量具有重要意义。
本文将深入探讨机器人工艺焊接技术的研究与应用，以及未来的发展趋势。
一、机器人技术在焊接领域的应用1.1 机器人工艺焊接的定义与特点机器人工艺焊接是指利用自动化机器人完成焊接作业的工艺，相对于传统手工焊接，具备以下几个显著特点：首先，机器人工艺焊接可以实现高度的自动化。
通过编程控制，机器人能够在一定的工作区域内完成焊接工作，减少人工操作的需求，提升了生产效率。
其次，机器人工艺焊接具备高精度性。
由于机器人焊接采用先进的传感器和控制技术，能够对焊接过程进行实时监测和调整，从而保证焊接质量的稳定和准确性。
最后，机器人工艺焊接具有良好的可编程性。
通过对机器人进行编程，可以针对不同的焊接任务进行灵活的调整和优化，满足不同产品的要求，提高焊接效率。
1.2 机器人工艺焊接的应用领域机器人工艺焊接技术在多个行业具有广泛的应用。
以汽车制造业为例，机器人工艺焊接被广泛应用于车身焊接、零部件焊接等环节，可以提高生产效率和焊接质量；在航空航天领域，机器人工艺焊接可以应用于飞机的结构焊接和维修焊接，保证飞机的安全性和可靠性；而在家电行业，机器人工艺焊接可以应用于冰箱、空调等产品的焊接，提高工艺稳定性和外观质量。
二、机器人工艺焊接技术的研究进展2.1 焊接机器人与焊接工艺的集成研究一方面，焊接机器人的选择与控制技术对于焊接质量和效率至关重要。
研究者通过对机器人的结构设计和控制系统的优化，以及对焊接工艺的分析和模拟，实现焊接机器人与焊接工艺的高度集成。
另一方面，焊接机器人的传感器技术也得到了广泛的研究。
通过在机器人手臂上配备高精度的传感器，可以实时监测焊接工艺中的温度、气压、电流等参数，并将其反馈给控制系统进行调整，从而提高焊接质量的稳定性和重复性。
机器人焊接技术
机器人焊接技术机器人焊接技术作为现代工业生产中的一种高效、精确的焊接方式，已经广泛应用于制造业的各个领域。
机器人焊接技术的出现不仅提高了焊接效率，降低了人力成本，还保证了焊接质量的稳定性和一致性。
本文将深入探讨机器人焊接技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、机器人焊接技术的原理机器人焊接技术的原理主要包括焊接机器人系统、焊接参数、焊接路径规划和焊接控制。
焊接机器人系统由机械部分、电气系统和控制系统组成。
机械部分负责焊接电极和工件的运动，电气系统提供所需的电能和信号，控制系统则控制机械部分和电气系统的协调工作。
在焊接参数方面，机器人需要设置合适的电流、电压、焊接速度和焊接工艺等参数，以确保焊接质量和稳定性。
同时，焊接路径规划也是机器人焊接技术中的重要环节。
机器人会根据焊接任务的要求，通过先进的算法确定焊接路径，以便高效且准确地完成焊接作业。
焊接控制是机器人焊接技术的核心。
控制系统通过对机器人的控制，实现焊接电弧的引导、焊接速度和力度的调整，以及实时监测焊接过程中的参数，以保证焊接质量和稳定性。
二、机器人焊接技术的应用1. 汽车制造业机器人焊接技术在汽车制造业中得到了广泛的应用。
汽车的焊接工艺复杂而繁重，传统的手工焊接难以满足生产的需求。
机器人焊接技术不仅可以提高焊接速度和效率，还能够保证焊缝的质量和稳定性。
通过机器人的高度灵活性和准确性，可以对车身各部件进行精确焊接，从而保证汽车的结构和安全性。
2. 电子制造业电子制造业对产品品质的要求越来越高，而机器人焊接技术正是满足了这一需求。
在电子制造过程中，需要对电路板和连接器进行精细焊接。
机器人焊接技术凭借其高精度的焊接能力和自动化的特点，可以提高焊接的稳定性和产品的一致性，并减少因焊接过程中的误操作而产生的质量问题。
3. 钢结构制造业钢结构制造业通常需要大量的焊接工作，传统的焊接方式存在效率低下、人力成本高等问题。
机器人焊接技术的应用可以快速完成大型钢结构的焊接任务，并保证焊接质量的稳定性。
智能化机器人焊接技术研究
５ ４・
科 技 论 坛
智能化机器 人焊 接 技术研究
杨 东 晖
（ 新疆石河子工程技术 学校 ， 新 疆 石河子 ８ ３ ２ ０ ０ ０ ）
摘 要： 随着科技信 息化时代的到 来， 我 国的整体科技水平有 了突破性 的进展 ， 无论 是人们的 生产生活 ， 还 是社会的 经中， 也衍 生 出了一种现代化 的焊接体现 ， 即智能化机 器人焊接技 术。 它在 当前 时代的焊接 当中得到 了最 为广泛的应用 ， 而且所产生的焊接效益远远高于其他 的焊接技 术。 关键词 ： 智能化 ； 机 器人 ； 焊接技 术
在人们 的印象里 ， 智能化机器人更多 的被放在 各种各样的科技 分之 ４ ６ ， 它主要被应用在汽车 、 摩托车 、 农 机等行业 当中 。并且 ， 焊 活动当中 ， 而将它放在焊接技术 当中 ， 却是十分的罕见 。 伴随着配置 接 的过程 十分的细密 ， 如果是一 台轿车 ， 它的 白车 身焊接就很 可能 的整体升级 ， 很多 的焊接机器人 已然形成 了全新 的触感模 式 ， 并且 达到 ５ ０ ０ ０个焊点 ， 而在这样 的状 况下 ， 仅仅 能够将 机器人作为 主要 所 具有的功能也 更加 的完善 ， 不仅 有基础 的焊接 功能 ， 还可 以进行 的核心 ， 并放在焊接 的生产线上 ， 才能切实完成大批量 的焊接 任务 ， 电弧跟踪 。而在 时代 的持续发展 当中 ， 智 能化 焊接 机器人所展现 出 配合 当前 的新产品开发 ， 切实增强企业当前的应变能力。 来 的优 势相 当的明显 ， 二期必然会取代传统 的人工 焊接模式 。作为 国内的电焊机器人 主要 可以分为三个方 向的内容 ， 首先是机器 工业 的主要裁缝 ， 焊接技术是现代汽车工业 当中十分关 键的加工手 人分体 ， 其次是控制 系统 ， 最后是 电焊焊接 系统 。 它 的控制 系统转 由 段， 而其 焊接 的最 终质量也会直 接影响到产 品的使用质 量 ， 并且 由 它 的本体控制部分和相关的焊接控制部分所组成 ， 并且主体 的控制 于一些 焊接 过程 中存 在各种 烟尘和金属的飞溅 ， 十分容易造成想到 部 门十分强调焊点位置的准确度控制 。对于焊点位 置的控 制 ， 这种 恶 劣的工作 环境 。伴 随着焊接 技术的不断发展 ， 智能化机器人焊接 智能化机 器人技术主要 可以分为两个方 面 ，首先是 Ｐ Ｔ Ｐ的控制方 技 术 已然得 到了全面 的推广 ，它也逐 渐成为 了现 代焊接 的主导方 式 ， 它也被 人们称作点位 的控制 ， 仅 仅需要注 意原 始 的焊 接点 和最 式， 所能产生 的效益相 当高 。 终 的焊接点 即可 ， 而对 于如何 从原始点到 达 目标点 ， 并没 有特 的要 １智能化机器人焊接技术的功能优点 求 。此外 ， 还有一种控制 方法 叫 Ｃ Ｐ控制 ， 这是一种连续路径 下的控 ｌ 。 ｌ 稳定提升焊接 的质量 制方 式 ， 它不仅会对整个 目标 点位置进行 确切 的要求 ， 还 需要 召唤 在智能化机器人下的焊接技术 ， 由于其 中的各种参数都是 十分 的轨迹切 实满足实 际的要求 。对 于焊接 的控制 部分而言 ， 它控制 的 固定的 ， 因而焊接起来会 比人工稳定 的多 ， 并且它 不会像 人工一样 ， 主要有基础 的电极 电压 和通 电焊接 ， 能够维持整个焊 接电流的稳定 发生焊枪抖 动等现象 ， 能够保 证焊缝具有 较高 的均匀 稳定性 ， 进 而 运行 状 态 【 引 。 切实提升 了整体的焊接质量 。 ２ ． ２弧 焊 机 器 人 及 基 础 组 成 １ ． ２生 产 效 率 的提 高 除了电焊机器人 以外 ， 智能化机器人焊接技 术所衍生 出来 的机 它的控制系统也达 到了与点焊机器人一致 智能化机器人焊接技术在实 际的焊接 当中 ， 所体现 出来 的最为 器人 还包 括弧焊机器人 ， 主要的焊接功能在于其具有相 当高的生产效率 。 由于其主要是机器 的位置以及精 度上的控制 。对 于位 置的控制 ， 需 要以直线插补 以及 并且在实 际的运 动当 中 ， 需要按 照原来 的姿态 人进行劳作 ， 失去 了人们 的各种 疲劳 因素 ， 因而可以实现 ２ ４小时不 圆弧插补共 同实现 ， 间断 的工 作 ， 而在这样 的状况下 ， 整体 的生产效率必然 会得 到最为 进行运动轨迹的控制。此外 ， 控制 系统还需 要包括一部分 的焊 接参 有效的提高。 同时 ， 在智 能化机器 人开展焊 接的过程 中 ， 焊接人员所 数设定 ， 并根据设定好 的参数读书通气 、 断气 、 起 弧进行直接有效 的 需要进行 的工作 内容仅仅是对工件进行 一定的装卸 ， 而不需要靠近 状态检测 ， 进 而对焊缝形成一定 的追踪 ， 并对焊缝 的金属 填充进 行 弧焊机器人所 具有 的优 势远远高 于点焊机 焊接 的各种烟雾 、 弧光 ， 很大程度 上减 免了人工操作 ， 并且整体性的 不断深化 。相 比较而言 ， 降低 了工人 的劳动强度 】 。 器人 ， 它不仅焊接 的速度 十分快 ， 而且主要按照划定好 的弧度进行 ， 出现偏差 的可能性十分小 。但是点焊机器人则不 然 ， 其在 工作的过 １ ． ３操作要求得以简单有效的完成 在现代化 的智能化机器人焊 接当 中， 操作 要求相当的高是基础 程 中， 很容 易出现各种焊接 问题 ， 如果没有切实 的焊接程序 ， 它的有 的焊接状况之 一 ， 但 是在传统 的人工焊接 当中 ， 在 面对较 为复杂 的 效性也会大大降低 。 结束 语 操作 要求时 ， 必然需 要做 出多方 面的调整 ， 并对 当前的焊接 进行精 细化 的处理 。而到了实 际操作 的时候 ， 却 依然很可能 出现各种焊接 总而言之 ， 智 能化机器人 焊接技术 的 出现 ， 无 疑是 焊接领 域 的 其不仅较好 的融合 了现代 的科学技术 ， 而 且形成 了更加 失误 状况 ， 而智 能化机器人 的焊接技术 当中 ， 却 可 以实 现迅速有效 大突破 ， 的焊接过程 ， 其 中的操作要求都 能够 最为简单有效的完成 。并且焊 科 学的操作 流程 ，能够确保智 能化机器人 的焊接水 平十分 直接有 如 接人 员仅 仅需 要把相关 的操 作要求转换为实 际的操 作程序 即可 ， 智 效 。但是 现阶段 的智 能化机器人焊接技 术依 然存在一定 的问题 ， 能化机器 人可以根 据接 受到的程序 自主 的按照操作要 求完成作业 ， 果 不能对这些 问题加 以切实 的改善 和调 整 ， 很 可能会 影响到智能化 很大程度 上减免了不必要的操作 失误 状况 发生埘 。 机器人 焊接技术 在未来 的应用 和发展 。 因而当代 的科学家应 当对 它 １ ． ４质量较高 的柔性化操作 的科学技术进行 进一 步的深化 和完善 ， 使其切 实满足时代发展 的需 通过智能化的机器人进行焊接 ， 不仅大大缩短 了基础 的产品更 求 。 换准备周期 ，而且在一定程度上减少 了相 当多的设备成本投 资 ， 并 参 考 文 献 １ １ 张刚， 樊 丁， 石 圩等． 钨极惰性 气体保 护焊焊枪 运动姿 态的传 感与 且它可以实现较为合理的焊接 自动化 ， 尤其是一些小批量 产品的焊 ［ 接。 验证『 Ｊ １ ． 上海交通大学学报 ， ２ ０ １ ６ （ １ ０ ） ． ２ 智 能化 机 器 人焊 接 技 术研 究 ｆ ２ １ 石成 义， 刘恒， 丁学全， 张令 军． 客 车订单式 生产模 式下的骨 架工装 伴随着时代 的发展 ， 智能化机器人焊接技术 在我国也得到 了迅 体 系建 立叭 客 车技 术 与研 究 ， ２ ０ １ ６ （ ２ ） ． 速 的推 广 ， 并且衍生 出了两种焊接 机器人 ， 即点焊 机器人 和弧 焊机 ｆ ３ 】 贺京 杰， 汪苏， 苗新 刚． 焊接视 觉跟 踪机 器人 数 学建模和 工作 空间 器人 ， 这两 种机器人具有 相当高 的针对性 ， 并且都有 着 自己的使用 分析眦 上海交通大学学报 ， ２ ０ １ ５ （ ３ ） ． 范 围， 其对于焊接技术的发展也属于一种全新 的体 验。 朱 杰， 苏娜， 杨峰 ， 王加友． 船 体分段机 器人 角焊工 艺研 究［ Ｊ ］ ． 焊接 ， ２ ． １ 焊接机器人及基础组成 ２ ｍ５ （ ３ ） ． 现阶段 ， 我国的点焊机器人发展到 了焊接机 器人总数 当中的百
上海交通大学科技成果——机器人智能化焊接技术
上海交通大学科技成果——机器人智能化焊接技术技术背景
针对示教再现型焊接机器人的技术应用瓶颈难题，研制局部环境自主智能焊接机器人LAIWR系统，实现机器人在局部空间作业的环境识别、初始焊位导引、焊缝跟踪、熔透控制及焊接质量智能控制等关键技术系统集成。
技术水平
实现基于视觉传感的机器人全位置移动控制、焊接环境识别、轨迹纠偏和自主焊接等关键技术系统集成。
已申请国家发明专利11项、已获授权6项、软件著作权3项。
应用领域
焊接智能制造系统、实时焊缝跟踪视觉传感系统、特种环境智能机器人系统、机器人智能化焊接技术、轮足组合越障全位置自主焊接机器人。
焊缝跟踪视觉传感系统。
智能焊接机器人技术研究与应用
智能焊接机器人技术研究与应用近年来，随着科技的迅猛发展，智能机器人技术正成为工业生产的重要组成部分。
在工业领域，焊接工作作为一项重要的技术活动，一直以来都需要高度熟练和精确的操作。
然而，传统的手工焊接存在操作成本高、效率低、质量难以保证等问题。
为了解决这些问题，智能焊接机器人技术应运而生。
智能焊接机器人技术是将人工智能技术应用于焊接机器人当中，利用机器人的高速度、高精度和长时间工作的优势来完成焊接工作。
智能焊接机器人具备高度智能化、自动化和柔性化的特点，可极大提高焊接效率和质量，降低劳动成本，提升工作环境安全性。
首先，智能焊接机器人具备高度智能化的特点。
借助于先进的人工智能技术，机器人可以实现自动化控制、智能决策和自学习能力。
智能焊接机器人能够通过感应和计算机视觉系统，对工件进行实时监测和分析，识别焊接缺陷并及时调整焊接工艺参数。
机器人还能自主进行路径规划和姿态控制，保证焊接质量和稳定性。
其次，智能焊接机器人具备高度自动化的特点。
机器人能够根据预先设定的焊接程序，自动进行焊接工作，无需人工干预。
通过与焊接设备的无线通信，机器人可以实现与焊接设备的协同作业，提高焊接效率。
同时，机器人还可配备传感器和摄像头等实时监测设备，确保焊接过程中的安全性和稳定性。
最后，智能焊接机器人具备高度柔性化的特点。
传统的焊接方法往往需要固定的焊接工件和焊接位置，限制了焊接工艺的灵活性。
而智能焊接机器人通过可编程控制系统，可以根据具体需要实现不同焊接路径和姿态的灵活调整。
机器人还能够适应不同规格、形状和材料的焊接工件，实现针对性的焊接方案。
智能焊接机器人技术在许多领域中得到了广泛应用。
在汽车制造业中，机器人可以实现车身焊接、车门焊接、车轮焊接等工作，提高工作效率和焊接质量，并且能够适应不同车型产品的生产需求。
在航空航天领域，智能焊接机器人可以用于航空器的结构件焊接、航空发动机的涡轮叶片焊接等任务，提高焊接工艺的精度和可靠性。
灵活、耐用的机器人焊接系统
灵活、耐用的机器人焊接系统
佚名
【期刊名称】《汽车制造业》
【年(卷),期】2015(000)012
【摘要】一直以来，AL-KO公司生产的商用车和小型车的车轴产品被行业认为是标杆产品。
其产品的高品质与其采用的焊接技术和设备密不可分，尤其由库卡公司提供的KR16机器人设备功不可没。
【总页数】1页(P40-40)
【正文语种】中文
【中图分类】U671.8
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5.机器人灵活性表示及冶钢-弧焊-Ⅰ型工业机器人工作空间灵活度分析 [J], 刘淑春;许纪倩;马香峰
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KUKA展示焊接前沿新技术
KUKA展示焊接前沿新技术
佚名
【期刊名称】《汽车与配件》
【年(卷),期】2017(0)20
【摘要】第22届北京·埃森焊接与切割展览会近日在上海新国际博览中心举办，KUKA在博览会上展示了在弧焊、点焊以及激光焊接领域的新一代机器人以及最新应用软件，多方位的向观众展示了焊接领域顶级的自动化技术。
【总页数】1页(P26-26)
【关键词】激光焊接;新技术;上海新国际博览中心;自动化技术;应用软件;展览会;博览会;机器人
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
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焊接前沿技术作业学院：材料科学与工程学院专业班级：焊接1301班*名：***学号： ********* 任课教师：***完成日期： 2016.11.1焊接机器人技术现状和发展趋势摘要机器人逐渐走入人类社会，在人们生产、生活中发挥着重要作用。
本文主要从国内外工业机器人的发展、我国焊接机器人应用现状、焊接机器人系统研究、焊接机器人的发展及趋势等方面进行分析。
关键字：焊接机器人；汽车应用；发展趋势一．国内外焊接机器人发展现状机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段，它在提升企业技术水平、稳定产品质量、提高生产效率、实现文明生产等方面具有重大作用。
大工业革命曾使人沦落为机器的奴隶，而机器人的诞生和广泛推广应用又重新使人类恢复了尊严。
国外随着计算机技术的不断提高和制造技术的不断发展，国外焊接机器人技术得到了飞速的发展，其准确度和可靠不断提高，与此同时，造价却不断下降。
西方发达国家也将发展焊接机器人作为研究的重点。
日本仅用了10 年左右的时间，便形成了自己的机器人产业，韩国的机器人发展也极其迅速，截止到2005年全世界的在役工业机器人约为914000套，日本占了其中的60% 左右，大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域。
尽管美国和德国等老牌工业强国在数量上不如日本，但其技术底蕴身后，制作的焊接机器人水平较高，因此在国际市场上还是占有一定的优势。
国内我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等主要行业。
汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早的用户。
早在20 世纪70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所合作研制了直角坐标机械手，成功应用于上海牌轿车底盘的焊接。
一汽公司是我国最早引进焊接机器人的企业，1984 年起先后从KUKA 公司引进了3 台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。
1986 年成功地将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988 年开发了机器人车身总焊线。
20 世纪80 年代末和20 世纪90 年代初，德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车，虽然是国外的二手设备，但其焊接自动化程度和装备水平让我们认识到了与国外的巨大差距。
随后二汽在货车及轻型车项目中都引进了焊接机器人。
可以说20 世纪90 年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽车制造水平由原来的作坊式生产提高到规模化生产，同时使国外焊接机器人大量进入中国。
由于我国基础设施建设的高速发展带动了工程机械行业的繁荣，工程机械行业也成为较早引入焊接机器人的行业之一。
近年来随着我国经济的高速发展，能源的大量需求，与能源相关的制造行业也都开始寻求自动化焊接技术，焊接机器人逐渐崭露头角。
铁路机车行业由于我国货运、客运、城市地铁等需求量的不断增加以及列车提速的需求，机器人的需求一直处于稳步增长态势。
据2001 年统计，全国共有各类焊接机器人1 040台，汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的76％。
在汽车行业中点焊机器人与弧焊机器人的比例为3∶2，其他行业大都是以弧焊机器人为主，主要分布在工程机械(10％)、摩托车(6％)、铁路车辆(4％)、锅炉(1％)等行业。
焊接机器人也主要分布在全国几大汽车制造厂。
目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三类。
日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。
欧系中主要有德国KUKA、CLOOS，瑞典ABB，意大利COMAU 和奥地利IGM 公司。
国产机器人主要是沈阳新松机器人公司产品。
目前在我国虽然已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品，但却不能批量生产，形成规模，究其原因有以下几点：(1)国内机器人价格没有优势。
近十年来，进口机器人的价格大幅度降低，从7～8 万美元／台降低到2～3 万美元／台，使我国自行制造的普通工业机器人在价格上很难与之竞争。
特别是我国在研制机器人的初期，没有同步发展相应的零部件产业，如伺服电机、减速机等需要进口，使价格难以降低，所以机器人生产成本高；加之我国焊接装备水平与国外还存在很大差距，也间接影响了国内机器人的发展。
对于机器人的最大用户———一汽白车身生产厂来说，几乎所有的装备都是从国外引进，国产机器人找不到表演的舞台。
(2)国产机器人无论从控制水平还是可靠性等方面与国外公司还存在一定的差距。
国外工业机器人是个非常成熟的工业产品，经历了30 多年的发展历程，而且在实际生产中不断地完善和提高；而我国尚处于单件小批量的生产状态。
(3)国内机器人生产厂家处于幼儿期，还需要政府政策和资金的支持。
焊接机器人是个机电一体化的高技术产品，单靠企业的自身能力是不够的，需要政府对机器人生产企业和使用国产机器人系统的企业给予一定的政策和资金支持，加速我国国产机器人的发展。
二．机器人焊接技术优势随着搅拌摩擦焊技术研究的深入和工程化应用推广，越来越多的产品制造采用了这项新型焊接技术，同时产品的结构也越来越复杂，而传统的龙门式搅拌摩擦焊设备只能完成直线或平面二维焊接要求，不能满足复杂结构件的焊接。
机器人搅拌摩擦焊技术与装备成为近年来搅拌摩擦焊装备的重要发展方向，这是因为工业机器人具有较高的柔性，可以实现复杂轨迹运动，使复杂结构件的焊接成为可能。
机器人搅拌摩擦焊接技术可提升焊接自动化程度和生产效率，其技术优势和社会经济效益显著。
使用机器人搅拌摩擦焊焊接时，由于机器人柔性化程度高，焊接过程稳定且无需人为干涉，因此，焊接质量可以得到显著提升，且有利于降低焊接生产成本。
据国外统计，机器人搅拌摩擦焊单件焊接成本比机器人氩弧焊低20%，而采用多轴搅拌摩擦焊设备成本只有氩弧焊的一半。
由此可见，采用机器人进行搅拌摩擦焊在大规模工业生产中具有显著的成本优势。
此外，机器人搅拌摩擦焊的主要技术优势有：（1）节能、高效，焊接过程无污染；（2）适用于复杂结构焊接，如平面二维、空间三维等结构；（3）可匹配外部轴，扩展机器人工作空间；（4）可实现多模式过程控制，如压力控制、扭矩控制等；（5）接头质量良好，焊接过程稳定。
三．焊接机器人研究现状现阶段，国内外对焊接机器人的技术方面的研究都主要集中在五方面：机器人用焊接工艺、焊接机器人系统仿真技术、机器人专用弧焊电源技术、多台焊接机器人及外围设备的协调控制技术以及焊缝跟踪技术等。
1、机器人用焊接工艺在机器人焊接方面，目前最常用的弧焊技术是气体保护焊，这种方法主要包括融化极氩弧焊和富氩混合气体保护焊。
除了这两种方法，使用较多的方法就是钨极氩气保护焊。
一些在弧焊机器人方面技术较先进的国家使用的方法多是热丝等离子焊、热丝TIG焊等前沿工艺。
2、焊接机器人系统仿真技术机器人研究的跨学科性是很多研究者对其着迷的关键点，在研发过程中经常会遇到动力学、运动学方面的问题，又因为机器人是多连杆空间结构、自由度较高，在研发过程中遇到的问题就会更加复杂多变了。
以机械手的仿真技术为例，在设计过程中使用机器人理论、CAD和计算机图形设计等技术在计算机中以动画形式呈现出来，然后对机械手的操作臂控制、运动学正反解分析和实际运行中在环境中遇到的抗干扰和避让问题进行仿真模拟，通过这种方法可以很好地解决遇到的问题。
3、机器人专用弧焊电源技术在研发焊接机器人时，不仅要关注机器人系统的研究、设计和机器人的焊接技术，还要对弧焊电源给予重视。
弧焊电源具有良好的电器性能，能够使焊接机器人的功能得到更大发挥。
4、多台焊接机器人及外围设备的协调控制技术严格来讲，焊接机器人是一个焊接机器人系统或工作站，通常包括焊机系统、机器人控制柜、机器人本体以及送丝单元等。
在实际操作中，只有将变位机、焊接机器人以及弧焊电源等进行柔性化集成，才能发挥其作用。
5、焊缝跟踪技术一般情况下弧焊就能够保证机器人的焊接质量，但在焊接工作的条件和环境发生变化时，往往会使焊炬偏离焊缝，致使焊接质量问题。
在这种情况下，就要对焊缝进行实时测查，检测焊缝偏差，调节焊接参数和焊接路径等，以保障焊缝质量。
焊缝跟踪技术是以传感器技术以及焊缝跟踪控制理论为基础的。
（1）传感器技术。
近些年，随着智能技术的不断发展，在原有的基本传感器的基础上出现了一种新型的传感器，智能传感器。
智能传感器技术在机器人传感研究方面起到了重要的推动作用。
电弧传感器的工作原理是直接从焊接电弧本身获取焊缝偏差信息，不需要任何附加装置，具有成本低、实时性强等优点。
光传感器中最具吸引力的莫过于视觉传感器。
它是光传感技术与计算机的图像和视觉处理方法有机整合后产生的技术，可以有效提高弧焊机器人的适应能力。
光传感器除了视觉传感器外，还包括光谱、光纤、光电、红外等种类。
（2）焊缝跟踪控制理论与方法。
智能控制的雏形是模糊控制，它借鉴了人类思维的模糊性，结合模糊数焊接机器人技术现状与发展趋势学中的模糊关系、推理和决策等得出了控制动作。
模糊控制具有鲁棒性和自适应等优点，能够很好地适应时变的焊接机器人系统，它为机器人焊接技术的发展和研究奠定了一个良好的技术基础。
神经网络控制是由人类大脑神经的工作机理受到启发而研究出的控制系统，对非线性的、时变的焊接系统具有很好的适应能力。
机器人通过人工神经网络的硬件和软件系统能够对环境和工作进行记忆、联想和学习。
和传统的专家系统不同，神经网络在对焊接参数的处理上有其独特特点：系统在经历的环境和任务中能够进行学习，在遇到事件时，系统可以根据实验数据或经历过的事例中进行数据记录和调出，无需专家指导。
由于神经网络算法的自身特点，使用神经网络系统的机器人接收到的数据可以是模糊的或是不精确、不完整的。
输入和输出数据的关系没有直接关系时，是没有成型的算法或模型可以使用的。
四．焊接机器人发展趋势1、多传感器信息智能融和技术近年来，随着机器人系统中使用的传感器种类和数量越来越多，各种新型传感器不断出现。
例如，超声波触觉传感器、静电电容式距离传感器、基于光纤陀螺惯性测量的三维运动传感器，以及具有焊接工件检测、识别和定位功能的视觉系统等。
但是，单一传感信号难以保证输入信息的准确性和可靠性，不能满足智能机器人系统获取环境信息和系统决策能力的要求。
为了有效利用这些传感器的信息，需要对不同信息进行综合处理，从多种传感器信息中获取单一传感器不具备的新功能和新特点，即多传感器智能信息融合技术。
利用各种传感信息，获得对环境的正确理解，使机器人系统具有容错性，保证系统信息处理的快速性和正确性。
2、虚拟现实技术虚拟现实技术是一种对事件的现实性从时间和空间上进行分解后重新组合的技术。
这一技术包括三维计算机图形学技术、多功能传感器的交互接口技术以及高清晰度的显示技术。
虚拟现实技术可应用于遥控机器人和临场感通讯等。
基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。