焊接机器人的应用与发展

焊接机器人的应用

与发展

焊接机器人的应用与发展

【论文摘要】：简要介绍了机器人焊接技术发展历程、应用现状，从焊缝跟踪技术、离线编程与路径规划技术、多机器人协调控制技术、专用弧焊电源技术、焊接机器人系统仿真技术、机器人用焊接工艺方法、遥控焊接技术等七个方面论述了焊接机器人技术的研究现状，并对焊接机器人技术的未来发展趋势做出了展望，其中视觉控制技术、模糊控制技术、神经网络控制及嵌入式控制技术将是焊接机器人智能化技术发展的主要方向。

【关键词】：焊接机器人；技术现状；智能化；控制技术；发展趋势

【Abstract】：This paper briefly introduces the development courses and application situation of technology of welding robot. The present situation on technology of welding robot were discussed，these technologies are seam-tracking，off-line programming and trajectory planning，multi robots corresponded control，welding power source，simulation，welding technologies and remote welding robot. The development trend of technology on welding robot in future was presented. The visual manipulation-technology，fuzzy manipulation-technology，neural network manipulation-technology，embedded system manipulation-technology and intelligent technology were considered as the main development directions.

【Key words】：welding robot；technical state；intelligent technology；manipulation-technology；development tendency

目录

摘要 (2)

前言 (4)

1、焊接机器人的发展历程 (4)

2、焊接机器人国内外应用现状 (4)

3、焊接机器人的发展趋势 (4)

一、焊接基础知识 (6)

1.2、焊接的定义及其本质 (6)

1.3、焊接工艺的发展历史 (6)

1.4、概述焊接方法的分类及特点 (7)

1.5、焊接在现代工业中的地位 (8)

二、焊接机器人的发展 (9)

2.1、焊接机器人国内外应用现状 (9)

2.2、焊接机器人在焊接生产中的应用 (10)

2.3、焊接机器人的编程方法 (11)

2.4、焊接机器人技术的研究现状 (11)

2.5、焊接机器人最新进展 (13)

三、焊接机器人的发展趋势 (15)

3.1、焊接机器人的发展趋势 (15)

3.2、焊接机器人的技术展望 (16)

3.3、焊接机器人未来研究的热点及发展方向 (18)

结论挑战与对策 (19)

参考文献 (20)

致谢词 (21)

附录焊接技术发展方向 (22)

前言

1、焊接机器人的发展历程

自从世界上第一台工业机器人UNIMATE于1959年在美国诞生以来，机器人的应用和技术发展经历了三个阶段：

第一代是示教再现型机器人。这类机器人操作简单，不具备外界信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生产中的应用受到很大限制。

第二代是具有感知能力的机器人。这类机器人对外界环境有一定的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能，工作时借助传感器获得的信息，灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。

第三代是智能型机器人。这类机器人不但具有感觉能力，而且具有独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力，能适应外部对象、环境协调地工作，能完成更加复杂的动作，智能机器人还具备故障自我诊断及修复能力。

焊接机器人就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。早期的焊接机器人缺乏“柔性”，焊接路径和焊接参数须根据实际作业条件预先设置，工作时存在明显的缺点。随着计算机控制技术、人工智能技术以及网络控制技术的发展，焊接机器人也由单一的单机示教再现型向以智能化为核心的多传感、智能化的柔性加工单元（系统）方向发展。

2、焊接机器人国内外应用现状

焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业。据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有一半用于各种形式的焊接加工领域。截止2005年全世界在役工业机器人约为91.4万套，其中日本装备的工业机器人总量达到了50万台以上，成为“机器人王国”，其次是美国和德国；在亚洲，日本、韩国和新加坡的制造业中每万名雇员占有的工业机器人数量居世界前三位。近几年，全球机器人的数量在迅速增加，仅2005年就达12.1万台。我国自上个世纪70年代末开始进行工业机器人的研究，经过二十多年的发展，在技术和应用方面均取得了长足的发展，对国民经济尤其是制造业的发展起到了重要的推动作用。据不完全统计，最近几年我国工业机器人呈现出快速增长势头，平均每年的增长率都超过40%,焊接机器人的增长率超过了60%；2004年国产工业机器人数量突破1400台，进口机器人数量超过9000台，这其中的绝大多数都应用于焊接领域；2005年我国新增机器人数量超过了5000台，但仅占亚洲新增数量的6%，远小于韩国所占的 15%，更远小于日本所占的69%。这样的增长速度相对于我国的经济发展速度以及经济总量来说显然是不匹配的，这说明我国制造业的自动化程度有待进一步提高，另一方面也反映了我国劳动力成本的低廉，制造业自动化水平以及工业机器人应用程度的提高受到限制。

当前焊接机器人的应用迎来了难得的发展机遇。一方面，随着技术的发展，焊接机器人的价格不断下降，性能不断提升；另一方面，劳动力成本不断上升，我国经济的发展，由制造大国向制造强国迈进，需要提升加工手段，提高产品质量和增加企业竞争力，这一切预示着机器人应用及发展前景空间巨大。

3、焊接机器人的发展趋势

焊接机器人在高质量、高效率的焊接生产中，发挥了极其重要的作用。工业机器人技术