焊接机器人的发展现状

焊接机器人的发展现状（精选8篇）

焊接机器人的发展现状 篇1

焊接机器人的技术现状与发展趋势

摘要 焊接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。文章介绍了焊接机器人应用意义和应用状况，从机器人用焊接工艺、焊接机器人系统仿真技术、机器人专用弧焊电源技术、多机器人及外围设备的协调控制技术、焊缝跟踪技术、离线编程与路径规划技术、遥控焊接技术七个方面阐述了焊接机器人的研究现状。并对焊接机器人技术的未来发展趋势进行了阐述。

关键词 焊接机器人、技术现状、发展趋势、智能控制

0 前言

近年来，随着我国劳动力成本的逐渐提升，以廉价劳动力为支撑的“中国制造”经济模式难以为继。焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段，焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣。随着先进制造技术的发

展，实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已经成为必然趋势，采用机器人焊接已经成为焊接技术自动化的主要标志。焊接机器人应用的重要意义

（1）焊缝质量稳定，保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度和干伸长量等对焊接结果有着决定作用。采用机器人焊接时，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量稳定。而人工焊接时，焊接速度、干伸长量等都是变化的，很难做到质量的均一性。

（2）改善了劳动条件。采用机器人焊接，工人只需要做一些简单的参数调节停开机操作，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等。对于点焊来说，工人无需搬运笨重的手工焊钳，使工人从高强度的体力劳动中解脱出来。

（3）提高劳动生产率。机器人可 24h 连续生产。随着高速高效焊接技术的应用，采用机器人焊接，效率提高得更为明显

（4）产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。

（5）缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是可以通过修改程序以适应不同工件的生产。焊接机器人技术研究现状

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七个方面：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、多机器人及外围设备的协调控制技术、焊缝跟踪技术、机器人离线编程与路径规划技术以及遥控焊接技术。

2.1 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。其次是钨极氩气保护焊，等离子弧焊、切割以及机器人激光焊的数量有限，比例较低。国外先进国家的弧焊机器人已普遍采用高速、高效气体保护焊接工艺，如双丝气体保护焊、T.I.M.E焊、热丝TIG焊、热丝等离子焊等先进的工艺方法，这些工艺方法不仅有效地保证了优良的焊接接头，还使焊接速度和熔敷效率提高数倍至几十倍。2.2 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、设计和制造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。

2.3 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气性能，能够使焊接机器人的功能得到更大发挥。近年来，弧焊逆变器的技术已趋于成熟，机器人专用弧焊逆变电源大多为单片机控制的晶体管式弧焊逆变器，并配以精细的波形控制和模糊控制技术，工作频率20～50kHz，最高可达 200kHz，焊接系统动特性优良，适合于机器人自动化和智能化焊接。还有一些特殊功能的电源，如适合铝及其铝合金TIG焊的方波交流电源、带有专家系统的焊接电源等“目前有一种采用模糊控制方法的焊接电源，可以更好地保证焊缝熔宽和熔深基本一致，不仅焊缝表面美观，还能减少焊接缺陷。弧焊电源不断向数字化方向发展，其特点是：焊接参数稳定，受网路电压波动、温升、元器件老化等因素的影响小，具有较高的重复性，焊接质量稳定、成形良好”另外，利用DS、快速响应，通过主控制系统指令精确控制逆变电源的输出，使之具有输出多种电流波形和电弧电压高速稳定调节功能，适应多种焊接方法对电源的要求。2.4 多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。当给定多机器人系统某项任务时，首先面临的问题是如何组织多个机器人去完成任务，如何将总体任务分配给各个成员机器人，即机器人之间怎样进行有效地合作。目前，多机器人焊接的协调控制是一个目前的研究热点问题。2.5 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、环境、或者焊接过程中加工误差，应力精度发生变化时，往往会使焊炬偏离焊缝，致使焊缝质量缺陷甚至失败。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。

2.6机器人离线编程与路径规划技术

机器人离线编程系统是机器人编程语言的拓广，它利用计算机图形学的成果，建立起机器人及其工作环境的模型，利用一些规划算法，通过对图形的控制和操作，在不使用实际机器人的情况下进行轨迹规划，进而产生机器人程序。自动编程技术的核心是焊接任务、焊接参数、焊接路径和轨迹的规划技术。针对弧焊应用，自动编程技术可以表述为在编程各阶段中辅助编程者完成独立的具有一定实施目的和结果的编程任务技术，具有智能化程度高、编程质量和效率高等特点。离线编程技术的理想目标是实现全自动编程，即只需输入工件模型，离线编程系统中的专家系统会自动制定相应的工艺过程，并最终生成整个加工过程的机器人程序。目前，还不能实现全自动编程，自动编程技术是当前研究的重点。2.7遥控焊接技术

遥控焊接是指人离开现场在安全环境中对焊接设备和焊接过程进行远程监视和控制，从而完成完整的焊接工作。如核电站设备的维修，海洋工程建设以及未来的空间站建设中都要用到焊接，这些环境中的焊接工作不适合人亲临现场，而目前的技术水平还不可能实现完全的自主焊接，因此需要采用遥控焊接技术。目前美国、欧洲、日本等对遥控焊接进行了深入的研究，国内哈尔滨工业大学也正在进行这方面的研究。焊接机器人技术的发展趋势

3.1 虚拟现实

虚拟现实技术是一种包括 3D 电脑图形学技术、多功能传感器的交互接口技术和高清显示技术在内的对事件的现实性从空间和时间上进行分解后重新组合的技术，它能够被用在临场感通讯和遥控机器人等方面。另外，虚拟现实技术还能够被用于焊接过程的模拟，这样一来我们就可以在实际焊接之前先在电脑上先完成c数字化d焊接过程，再用已经完成的数字化操作来指导实际的焊接工作。这一仿真过程可以让用户在还没有进行后期焊接就可先了解未来产品的情况，进而达到有效预测评价生产系统的性能的效果，而且实际操作前先进行仿真实验，可以对各种工艺方案进行比较，进而选取和优化多机器人焊接轨迹。3.2 焊接机器人控制系统

开放式、模块化控制系统将是焊接机器人控制系统研究的重点方向。其他的研究热点还有基于PC机网络式控制器以及机器人控制器的标准化和网络化。离线编程的实用化将是在线编程的可操作性之外的编程技术的研究重点。3.3 多传感器信息智能融和技术

随着传感器种类和数量愈来愈多地使用在机器人系统中，诸如静电电容式距离传感器、超声波触觉传感器、基于光纤陀螺惯性测量的 3D 运动传感器等各种新型传感器如雨后春笋般出现。但是，我们都知道单一传感信号在输入信息方面的可靠性不是特别保准，而智能机器人对这一条件有要求很高，所以它就无法达到其要求，在此情形下多传感器智能信息融合技术便出现了，它可以 对各种信息进行综合的处理，并通过这些信息正确理解环境，进而达到机器人系统可以准而快地处理获得的各种信息的目的。

4结论

不可否认，焊接机器人技术在以前和当前的工业发展中均扮演中十分重要的角色，在未来肯定还会继续甚至扮演越来越重要的角色。最近几年，我国在机器人弧焊电源、仿真技术与离线编程、信息传感、智能控制、焊缝跟踪等方

面进行了大量研究，并对多项技术进行了攻关。相信在不久的将来，焊接机器人将为我们在越来越广的领域提供更加优质高效的服务。

参考文献

[1]施春芳．焊接机器人技术现状和发展趋势的研究

[J]．中国科技投资，2012，6（24）.[2]王田苗，陶永．服务机器人技术研究现状与发展趋势

[J]．中国科学：信息科学，2012，30（2）.[3]朱万辉.七自由度焊接机器人控制系统设计

[D]．安徽工业大学，2012.[4]宋金虎．我国焊接机器人的应用与研究现状

[J]．电焊机，2009,39（4）

[5]吕超荣.焊接机器人技术现状与发展趋势的研究

[J]．综述-研究，2015（1）

焊接机器人的发展现状 篇2

焊接作为工业“裁缝”, 是汽车工业生产中非常重要的加工手段, 焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响, 同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在, 焊接的工作环境又非常恶劣。随着先进制造技术的发展, 实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已经成为必然趋势, 采用机器人焊接已经成为焊接技术自动化的主要标志。

焊接机器人应用的意义

(1) 稳定和提高焊接质量焊接过程中焊缝焊接参数都是恒定的, 同时减少焊枪抖动等不利因素, 保证焊缝的均匀稳定性, 提高焊接质量。

(2) 提高生产效率焊接机器人可以24h不间断工作, 同时随着机械制造技术及自动化技术的发展, 机器人焊接效率的提高将更加明显。

(3) 降低工人劳动强度采用机器人焊接, 工人只需要装卸工件, 远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等。对于点焊来说, 工人无需搬运笨重的手工焊钳, 使工人从高强度的体力劳动中解脱出来。

(4) 降低工人操作技术要求焊接机器人的应用, 降低了对工人焊接技术的要求, 工人只需要对焊接参数进行调整, 机器人便可按照指示要求进行工作。

(5) 柔性化程度高缩短了产品改型换代的准备周期, 减少相应的设备投资;可实现小批量产品的焊接自动化;机器人与专机的最大区别就是可以通过修改程序以适应不同工件的生产。

点焊机器人

在我国, 点焊机器人约占焊接机器人总数的46%, 主要应用在汽车、农机、摩托车等行业。通常, 装配一台轿车的白车身要焊接4000~6000个焊点, 只有以机器人为核心组成柔性焊装生产线, 才能完成大批量的生产纲领和适应未来新产品开发与多品种生产的发展要求, 增强企业应变能力。图1为哈尔滨工业大学和奇瑞汽车有限股份公司联合开发的“QH-165点焊机器人”。

1.点焊机器人的基本组成

点焊机器人分为三部分, 即机器人本体、控制系统及点焊焊接系统。

点焊机器人本体主要由机体、臂、手 (手指) 组成。通用点焊机器人具有六个自由度, 即机体腰的回转、肩 (臂和机体连接处) 的仰俯、肘 (各段臂连接处) 的屈伸和腕 (臂与手连接处) 三个方向的转动。前三个自由度使手 (手指) 抓持的工具如焊钳达到一定位置, 后三个自由度再由手腕运动使焊接工具以一定角度 (姿势) 对准焊件。

点焊机器人的控制系统由本体控制部分及焊接控制部分组成。本体控制部分主要实现示教再现、焊点位置及精度控制。位置控制有两种方式:一种为PTP控制, 又称为点位控制或点到点控制, 只注意原始点和目标点的位置, 经由何种途径到达目标点并无要求;另一种为CP控制, 即连续路径控制或轮廓控制。这时不仅要求目标点的位置, 而且所经由的轨迹也要符合要求。

焊接控制部分除了控制电极电压、通电焊接、维持等各程序段的时间及程序转换以外, 还通过改变主电路晶闸管的导通角而实现焊接电流的控制。焊接系统主要由焊接控制器、焊钳及水、电、气等辅助部分组成。

弧焊机器人

弧焊机器人的研究已经历了三个阶段:示教再现、离线编程和自主编程的智能机器人, 当前的应用水平处于第二阶段。我国也从20世纪70年代初开始注重机器人技术的研究, 但在机器人产业应用方面仍远远落后于工业发达国家。国内主要有两个机器人制造公司, 即首钢莫托曼机器人有限公司和新松机器自动化股份有限公司, 图2为首钢莫托曼弧焊机器人。

1.弧焊机器人的基本组成

弧焊机器人可以应用在所有电弧焊、切割技术范围及类似的工艺方法中。常用的有钢的熔化极火星气体保护焊 (CO2气体保护焊、MAG焊) , 铝及特殊合金熔化极惰性气体保护焊 (MIG) , 钨极惰性气体保护焊 (TIG) 以及埋弧焊。弧焊机器人的基本构成包括机械手、控制系统, 焊接装置和焊件夹持装置。夹持装置上有两组可以轮番进入机器人工作范围的旋转台。机械手又称操作机, 是弧焊机器人的操作部分, 由它直接带动焊枪实现各种运动和操作。其机构形式主要有机床式、全关节式和平面关节等形式。

控制系统主要实现示教再现、位置及精度控制。位置控制主要是通过直线插补和圆弧插补实现连续轨迹控制, 而且在运动轨迹的每一点都必须实现预定的姿态。另外, 控制系统还必须能与焊接电源通信, 设定焊接参数, 对起弧、熄弧、通气、断气及焊丝用尽等状态进行检测, 对焊缝进行跟踪, 并不断填充金属形成焊缝。精度一般可控制在± (0.2~0.5) mm。复杂的机器人系统还有引弧失败可以重复引弧、断弧再引弧、解除粘丝、搭接缝搜索、多层焊接、摆动焊接以及焊缝的电弧跟踪活视觉跟踪功能。

结语

目前, 中国已有500台左右的焊接机器人分布于各大中城市的汽车、摩托车、工程机械等制造业, 其中, 在汽车行业内应用最为广泛 (主要包括车后桥机器人焊接工作站、工程机械机器人焊接工作站、合金油箱机器人焊接工作站、拖车车架焊接机器人系统、柔性机器人焊接系统、火焰切割机器人工作站等) 。

浅谈焊接机器人的应用与发展 篇3

【关键词】焊接机器人；智能机器人；焊接技术；应用现状；发展趋势

1.焊接机器人的发展历程及现状

1.1焊接机器人的发展历程

1959年，美国诞生了世界上第一台工业机器人UNIMATE。此后，机器人的应用和技术发展经历了以下三个阶段：

第一阶段：示教再现型机器人。

这类机器人没有反馈外界信息的能力，不能够适应工作环境的变化。因此，在实际生产中受到了很大限制。

第二阶段：可感知机器人。

这类机器人可感知到外界环境。工作时，外界信息可通过传感器获得，从而，可以灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。

第三阶段：智能型机器人。

这类机器人具有感觉能力，同时还具有独立判断、推理和决策的能力。不仅能够在不同的外部环境中工作，而且还能够完成更加复杂的动作。因此，这类机器人在工业生产中得到了广泛的应用。

1.2焊接机器人的应用现状

在工业生产中，焊接机器人具有焊接质量稳定、适应工作环境、提高生产效率等特点，被广泛应用于汽车制造、工程机械和金属结构等领域。

上个世纪80年代初，我国就对工业机器人的应用展开了深入研究。经过二十多年的努力，在技术和应用方面均取得了可喜的成绩。并且，在制造业的发展中，发挥了重要的推动作用。近年来，我国在焊接机器人领域呈现出快速增长的势头，增长率超过了60%。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%。这样的增长速度远远落后于我国经济发展的速度。这说明我国制造业的自动化程度以及工业机器人的应用程度都有待于进一步提高。

2.焊接技术基础知识

2.1焊接的种类及特点

根据焊接过程的特点可将其分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

（1）熔焊。熔焊是指，将待焊处的母材金属熔化，以形成焊缝的焊接方法。

（2）压焊。压焊是指，在焊接过程中，必须对焊件施加压力来完成焊接的方法。

（3）钎焊。钎焊是指，用比母材熔点低的金属材料作钎料，将钎料和焊件加热到一定的温度（即高于钎料熔点，低于母材熔点），液态的钎料填充于接头间隙，并与母材相互扩散来实现连接焊件的焊接方法。

2.2焊接技术在工业生产中的地位

在工业制造中，金属是一种最为常见的重要材料。汽车、飞机、轮船等制造领域都会使用大量的金属材料。在这些工业产品的制造过程中，焊接就是把各种各样加工好的零件，按相应的设计要求连接起来制成产品的一种加工方法。

据不完全统计，目前整个制造业有将近一半的金属产品都是通过焊接加工的方法制作的。现如今，随着焊接技术的发展，焊接技术几乎遍及所有制造领域。并且，成为制造领域的关键技术之一。因此，焊接技术水平的高低，是衡量一个国家科学技术先进程度的重要标志之一。没有现代焊接技术的发展，就不会有现代工业和科学技术的今天。

随着国际化先进工业生产技术的发展，对焊接技术提出了多样化的要求。具体体现在以下几个方面：

（1）在焊接产品的使用方面，提出了动载、强韧、高压、高温等多项要求。

（2）从焊接产品结构形式上，提出了焊接厚壁零件到精密零件的要求。

（3）从焊接材料的选择上，提出了焊接各种黑色金属和有色金属的要求。

这就使得我国在焊接技术领域不得不投入大量的高新技术人才，来深入的研究具有更高技术含量的焊接技术。

3.焊接机器人的发展及趋势

据不完全统计，服务于焊接加工领域的焊接机器人占全世界在役的工业机器人中的一半左右。其实，焊接机器人就是在焊接生产过程中，代替焊工从事焊接任务的工业机器人。这些焊接机器人中，只有少数是专为某种焊接方式设计的，而大多数的焊接机器人就是在通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人并不仅仅完成焊接作业，甚至还可以完成包括焊接在内的取物、搬运及安装等多种任务。编程人员可以向机器人输入相应的程序指令。机器人可以根据程序指令自动更换机械手上的工具来完成相应的任务。因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。

在发达国家，焊接机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业的生产线都是以大量使用工业机器人代替人工来完成作业的。从而使产品的质量更加得以保障，生产效率得到了大大的提高。许多国家通过长期使用工业机器人的实践表明，工业机器人的技术水平及其普及程度是体现该国家工业发展水平重要因素之一，也是实现自动化生产、提高生产效率、推动企业和社会生产力发展的有效手段。

3.1焊接机器人在焊接生产中的应用

众所周知，在制造业中，焊接加工是一种生产环境差、危险性高的职业之一。而且，焊接加工对焊工技术水平的要求也是比较高的。它要求焊工必须具有熟练的操作技能、丰富的实践经验和稳定的焊接水平。焊接机器人的出现，使人们能够从极为恶劣的工作环境中解脱出来，减轻焊工的劳动强度，同时也可以提高焊接的质量和效率。

焊接机器人有直角坐标式、柱面坐标式、球面坐标式、多关节坐标式、伸缩式、爬行式等多种结构形式。在实际使用中，可以根据不同的场合选用不同的结构形式，来完成相应的工作任务。模仿人手臂功能的多关节机器人，由于可以在空间自由度内任意动作，手臂灵活性最大，能够使焊枪的空间位置和姿态调至任意状态，来满足焊接的需要，因此也是目前使用最为广泛的一种。

由于焊接机器人技术的不断提高，并且电弧传感器技术在机器人焊接中得到广泛应用，在一定程度上，解决了机器人电弧焊的焊缝轨迹跟踪和控制的问题。在汽车制造业中，由于焊接机器人的广泛应用，也从原来比较单一的汽车装配点焊很快发展为汽车零部件和装配过程中的电弧焊。因为机器人电弧焊具有可通过程序随时改变焊接轨迹和焊接顺序的特点，因此最适用于工件品种变化大、焊缝短而多、形状复杂的产品。而这种产品又大多出现在汽车车体上，正好又符合了汽车制造业的特点。再加上现在的汽车款式越来越多，更新速度也越来越快，采用带有机器人装备的汽车生产线更能够满足当今社会汽车制造业的飞速发展。

3.2焊接机器人的最新进展

随着计算机技术、传感器技术及网络技术的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。制造成本不断降低，而其质量与性能却在迅速提高。 具体体现在以下两个方面：

（1）工业机器人。工业机器人已广泛地应用于各种自动化生产线，由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制，可重复编程，能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动生产设备。

（2）先进机器人。近年来，人类活动领域不断扩大，机器人应用也从制造领域向非制造领域发展。在宇宙探测、海洋开发、建筑、采掘、医疗服务等行业都提出了自动化和机器人化的要求，如太空机器人、核事故机器人、医用机器人、仿生机器人等。

3.3焊接机器人的发展趋势

目前，国际机器人界内人士都在对机器人的共性技术展开更深入的研究。焊接机器人也在不断的向智能化和多样化的方向发展。

在当今高质量、高效率的焊接生产中，焊接机器人发挥了极其重要的作用。工业机器人技术的研究、发展与应用，有力地推动了世界工业技术的发展进步。近年来，焊接机器人技术的研究与应用，在焊缝跟踪、信息传感、智能控制等方面都取得了突出的成果。随着计算机技术、智能控制技术和人工智能技术等先进技术的不断发展，焊接机器人技术领域还有很多等待我们去认真研究的问题，特别是焊接机器人的视觉控制技术、智能化控制技术、嵌入式控制技术等方面将是未来研究的主要方向。

【参考文献】

[1]雷玉成，陈希章，朱强.金属材料焊接工艺.化学工业出版社，2007.

[2]卢立楷.汽车机器人焊接工程.机械工业出版社，2006.

[3]林尚扬，李成桐.焊接机器人及其应用.机械工业出版社，2000.

[4]陈善本，林涛.智能化焊接机器人技术.机械工业出版社，2006.

焊接机器人工作站组成（最终版） 篇4

焊接机器人工作站是怎样组成？• 焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及• 软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝• 机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感• 器及其控制装置等。• 安川的焊接机器人工作站一般主要有工业机器人、焊接电源、辅助变位机、工装夹具、• 电气控制设备、安全防护栏等 6• 个部分组成。

焊接机器人的发展现状 篇5

先进激光焊接与电子束焊接技术发展及其应用

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先进激光焊接与电子束焊接技术发展及其应用

摘要:介绍激光焊接与电子束焊接技术的发展历史，阐明这两种焊接的发展与应用现状及未来的发展前景，论述这两种焊接工艺的特点及需进一步研究与探讨的问题，将激光焊接(LBW)与电子束焊接(EBW)进行分析，指出这两种焊接工艺的优势所在及其存在的问题。

关键词：激光焊接 电子束焊接 发展与应用

前言

焊接，作为现代重要的加工技术之一，自1882年出现碳孤焊开始，迄今己经历了100多年的发展历程，为了适应工业发展及技术进步的需要，先后产生了埋弧焊、电阻焊、电渣 悍及各种气体保护焊等一系列新的焊接方法。进入20世纪50年代后，随着焊接新工艺和新能源的开发研究，等离子弧切割与焊接、真空电子束焊接及激光焊接等高能束技术也陆续应用到各工业部门，使焊接技术达到了一个新的水平。特别是近年来，各种尖端工业的发展需求，不断提出了具有特殊性能材料的焊接问题，如高强钢、超高强钢、特种耐热耐腐蚀钢、高强不锈钢、特种合金及金属间化合物、复合材料、难熔金属及异种材料焊接等等。激光焊接技术与其它熔化焊相比独具的深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化等优点。电子束焊接具有其它熔焊方法难以比拟的优势和特殊功能:其焊接能量密度极高，容易实现金属材料的深熔透焊接、焊缝窄、深宽比大、焊缝热影响区小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、重复性和稳定性好等。这两个焊接方法在各种加工制造业中得到了高度重视。激光焊接技术

激光焊接是一种新型的熔化焊接方式，是利用原子受激辐射的原理，使工作物质(激光材料)受激而产生的一种单色性好、方向性强、强度很高的激光束。聚焦后的激光束最高能量密度可达1013w/cm²，在千分之几秒甚至更短时间内将光能转换成热能，温度可达一万摄氏度以上，利用这种高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池，从而达到焊接的目的。激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。

激光焊接中应用的激光器主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd: YAG激光器。Nd(钦)是一种稀土族元素，YAG代表忆铝拓榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd: YAG激光器波长为1.06mm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6mm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2—5千瓦之间。1.1激光焊接的种类

激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接两大类。脉冲激光焊特别适用于对电子工业和仪表工业微形件的焊接，可以实现薄片(0.2mm以上)、薄膜(几微米到几十微米)、丝与丝(直径0.02—2mm)、密封缝焊和异种金属、异种材料的焊接，如集成电路外引线和内引线(硅片上蒸镀有的铝膜和厚铝箔间)的焊接，微波器件中速调管的担片和钥片的焊接，零点几毫米不锈钢、铜、镍、担等金属丝的对接、重迭、十字接、T字接，密封性微型继电器、石英晶体器件外壳和航空仪表零件的焊接等。连续激光焊接主要使用CO2大功率气体激光器，适合于从薄板精密焊到50mm厚板深穿入焊的各种焊接。

1.2激光焊接的特点

激光焊接与传统的熔焊工艺相比，具有的优势主要集中在以下几个方面:(1)能量密度大且放出极其迅速，在高速加工中能避免热损伤和焊接变形，可进行精密零件、热敏感性材料加工。

(2)被焊材料不易氧化，可以在大气中焊接，不需要气体保护或真空环境。

(3)激光可对绝缘材料直接焊接，对异种金属材料焊接比较容易，甚至能把金属与非金属焊接在一起。

(4)激光焊接装置不需要与被焊接工件接触。激光束可用反射镜或偏转棱镜将其在任何方向上弯曲或聚焦，还可用光导纤维将其引到难以接近的部位进行焊接。激光还可以穿过透明材料进行聚焦，因此可以焊接一般方法难以接近的接头或无法安置的接焊点，如真空管中电极的焊接。

(5)激光束不会带来任何磨损，且能长时间稳定工作。激光焊接的不足主要表现在以下两点:(1)要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺寸小，焊缝窄。如工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺陷。

(2)激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资比较大。2激光焊接在加工生产中的应用

激光焊接最主要的应用领域是汽车、航空航天、船舶等加工中的焊接制造。以汽车制造为例，激光焊接己实现规模化，并且己出现了相关的自动生产线和焊接机器人。据有关资料统计，在欧美发达工业国家中，有50%—70%的汽车零部件是用激光加工来完成的。其中主要以激光焊接和激光切割为主，激光焊接在汽车工业中己成为标准工艺。我国汽车工业界也开始重视这种先进的焊接技术，如率先使用激光焊接技术的上海大众，新近上市的多功能轿车的车身上，使用激光焊接技术的总长度达到41米。汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。

激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起，然后再进行冲压，这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。由于很少变形，也省去了二次加工。激光焊接加速了用车身冲压零件代替锻造零件的进程。采用激光焊接，可以减少搭接宽度和一些加强部件，还可以压缩车身结构件本身的体积。仅此一项车身的重量可减少50kg左右。而且激光焊接技术能保证焊点连接达到分子层面的接合，有效提高了车身的刚度和碰撞安全性，同时有效降低了车内噪声。

激光拼焊是在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造，例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处。而激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻点焊己经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度，目前己经被世界上部分生产高档轿车的大汽车制造商和领先的配件供应商所采用。

飞机制造中，它主要应用于飞机大蒙皮的拼接以及蒙皮与长析的焊接，以保证气动面的外形公差。另外在机身附件的装配中也大量使用了激光束焊接技术，如腹鳍和襟翼的翼盒，结构不再是应用内肋条骨架支撑结构和外加蒙皮完成，而是应用了先进的饭金成形技术后，采用激光焊接技术在三维空间完成焊接拼合，不仅产品质量好，生产效率高，而且工艺再现性好，减重效果明显。

珠宝首饰行业中，激光焊接可满足美观性及不同材质间焊接，己被广泛用于金银首饰补孔、点焊砂眼、焊镶口等。

激光焊接中的熔覆技术己成为模具修补的主要技术，航空业界用此技术进行航空发动机Ni基涡轮叶片耐热、耐磨层的修复。激光熔覆与其它表面改性方法相比，加热速度快、热输入少，变形极小，结合强度高，稀释率低，改性层厚度可精确控制，定域性好、可达性好、生产效率高。

其它诸如手机电池、电子元件、传感器、钟表、精密机械、通信等行业都己引入了激光焊接技术。

激光焊接由于设备投入较高，目前只是在高附加值的领域里应用较多，即使在这些领域里，激光焊接长期以来也并没有被充分利用。不过随着新的激光焊接技术和设备的研发，激光焊接正在逐渐挤进长期以来一直被传统焊接技术所占据的“领地”。3激光焊接技术的发展前景与面临的挑战

目前，在激光焊接技术研究与应用方面处于世界领先水平的国家有德国、日本、瑞士和美国等国。横流连续CO2激光加工设备的输出功率可达20kW，脉冲Nd: YAG激光器的最大平均输出功率也己达到4kW，并且实现了纳秒级的脉冲宽度。激光焊接能够实现的材料厚度最大己达80mm，最小为0.05mm，大部分材料的激光焊接质量均超过传统焊接工艺。激光焊接技术正朝着低成本、高质量的方向发展，具有很大的发展潜力和发展前景。可以预料，激光焊接工艺将逐步占据焊接领域的主要位置，并取代一些传统落后的焊接方法。

激光焊接技术在迅猛发展的同时，也面临着一些新的课题，其中包括:高功率低模式激光器的开发及在焊接中的应用;纳秒级短脉冲高峰值功率激光焊接过程中激光与材料的作用机制;超薄板材激光焊接工艺的优化与接头性能的检测;激光焊接时声、光、电信号的反馈控制;激光焊接过程中等离子体的产生对焊接质量的影响等等。激光焊接技术面临的这些新的挑战，有待于从事激光焊接的研究人员进行深入的探讨，同时，这些新问题的提出也预示着激光焊接技术正向着更加深化的方向发展。4电子束焊接方法

电子束焊接(EBW)是利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压(25—300KV)加速电场作用下被拉出，并加速到很高的速度(0.3—0.7倍光速)，经一级或二级磁透镜聚焦后，形成密集的高速电子流，当其撞击在工件接缝处时，其动能转换为热能，使材料迅速熔化而达到焊接的目的。其实，高速电子在金属中的穿透能力非常弱，如在100KV加速电压下仅能穿透0.025mm。但电子束焊接中之所以能一次焊透甚至达数百毫米，这是因为焊接过程中一部分材料迅速蒸发，其气流强大的反作用力将熔融的底面金属液体向四周排开，露出新的底面，电子束继续作用，过程连续不断进行，最后形成一深而窄的焊缝。4.1电子束焊接的特征

由于高能量密度的电子束流集中作用的结果，使得电子束焊接熔池“小孔”形成机理与其他熔化焊有所不同。根据真空度的不同，电子束焊接可分为高真空焊接、低真空焊接和非真空焊接三种。电子束焊接过程是，高压加速装置形成的高功率电子束流，通过磁透镜会聚，492得到很小的焦点(其功率密度可达10—10W/cm)，轰击置于真空或非真空的焊件时，电子的动能迅速转变为热能，熔化金属，实现金属焊接的目的。电子束焊接的特点可概括如下:（1）电子束斑点直径小，加热功率密度大，焊接速度快，焊缝宽度狭窄，热影响区小，特别适宜于精密焊接和微型焊接;（2）可获得深宽比大的焊缝，焊接厚件时可以不开坡口一次成形;（3）多数构件是在真空条件下焊接，焊缝纯洁度局;（4）规范参数易于调节，工艺适应性强。焊接工艺参数的重复性和再现性好;（5）适于焊接多种金属材料;（6）焊接热输入低，焊接热变形小。当然电子束焊接方法也有一些不足，如:(1)电子束焊机结构复杂，控制设备精度高，所需费用高;（2）冷却过程中快速凝固，引起焊接缺陷，如气孔、焊接脆性等;（3）工件大小受真空室尺寸的限制，每次装卸工件要求重新抽真空。5电子束焊接在工业上的应用

电子束焊接正广泛应用于各种构件，如结构钢、Ti合金、Al合金、厚大截面的不锈钢和异种材料的焊接。近年来，在对各种材料电子束焊接可焊性和接头性能研究方面均获得了可喜的进展。在焊接大厚件方面，电子束一直具有得天独厚的优势。特别是在能源、重工业及航空工业中发展迅速。如在核工业大型核反应堆环形真空槽和线圈隔板的电子束焊接中，其最大焊接深度达150 mm,电子束焊接发挥其深熔焊的特点可一次焊透厚达150-200mm的钢板，且焊后不再加工就可投入使用。又如在日本PWR蒸汽发电机的安装和改造中采用的就是电子束焊接，他们采用无缺陷的焊接程序和步骤，成功地实现了不锈钢厚板的电子束焊接。

一直以来，电子束焊接在航空、航天工业中的应用居多，主要应用于飞机重要承力件和发动机转子部件的焊接上。例如，在美国近年发展的F-22战斗机机身段上，由电子束焊接的Ti合金焊缝长度达87.6 mm，厚度为6.4-25 mm。同时，电子束焊接技术作为柔性很好的工艺方法，不仅在发动机制造领域中得到了广泛应用，在涡轮叶片及热端部件修理领域也有其广阔的市场。

另外，电子束焊接在电子、仪表和生物医药工业上也起到了独特的作用。由于在这些工业中，有许多零件对焊接质量要求相当高。电子束焊接技术可以解决电子和仪表工业中许多精密零件的焊接难题，例如封装焊接、高熔点金属焊接、集中加热焊接、穿透焊接等，其焊缝质量高，工件变形小，焊接效率也高。在生物医药业中对焊缝清洁度的要求很高，采用电子束焊接可以轻松实现上述行业中各种材料的焊接，如Cu一Be合金、Ti合金、不锈钢以及陶瓷与金属的焊接等。

凭借EBB能量密度高，加热和冷却速度快的特点，采用该焊接技术可以很好地解决异种材料焊接中出现的两种材料冶金不相容和性能差异问题，因此异种材料的电子束焊接己经越来越得到人们的重视，尤其是厚大异种材料的焊接、金属和非金属材料的焊接等。特别是在航空发动机、精密仪器、刀具刃具制造方面有广泛的应用前景。

为了使电子束焊接技术获得更进一步的应用和发展，国内外学者正从以下几方面着手进行研究，即完善超高能密度电子束热源装置;掌握电子束品质过计算机及CNC控制提高设备柔性以扩大其应用领域。近年来，随着电子束焊接设备的不断改进和更新，国内外电子束焊接技术及其应用也有了长足的发展，主要内容包括:日本大阪大学研制了600KV 300KW的超高压电子束热源装置，一次焊200mm厚不锈钢时，深宽比达70: 1。欧共体采用德国阿亨大学研制的DIA BEAM系统，对电子束特性进行了定量研究，对大型壁厚80mm圆筒压力容器电子束焊的环缝起焊收尾搭接处，通过电子束焦点及焊接过程分析，找出了减少和消除圆环焊缝收尾处缺陷的方法。日本采用填丝双枪电子束薄板超高速焊接技术，得到了反面无飞溅的良好焊缝。近年英国焊接研究所采用非真空电子束焊接铜制核废料罐，取得了良好的社会和经济效益。国内有北京航空工艺所在1992年研制成功了ZD 150-15A高压电子束焊机，并用此机完成了多种航空航天发动机零部件的焊接，以及导弹壳体、汽车变截面轴、石油钻头等多种军民品。

6电子束焊接的发展趋势

综上所述，国内外开展电子束焊接技术研究的广度和深度在不断的加大，己经在焊接理论和工艺实践上取得了积极的研究成果。但由于电子束焊接过程中电子束与金属间的深穿快速物理化学冶金作用，以及当前研究分析手段上的局限性，使得焊接机理的本质研究有待进一步深入。基于电子束焊接异种材料的优越性，当前各国在异种材料的电子束焊接方面逐步扩大了异种材料之间连接的研究范围，目前航空航天用的高温结构材料及先进的新型结构材料与黑色金属、有色金属的异种材料的电子束焊接己经成为各国高度关注的研究热点。因此，针对世界电子束焊接技术的研究走向及国内研究的不足，深入开展异种材料，特别是航空航天用的高温新型结构材料的电子束焊接机理及工艺研究有着深远的现实意义和良好的应用前景。从上述电子束焊接的特征和它在工业中的应用现状，不难看出，今后电子束焊接的发展趋势可以概括为:(1)继续扩大在航空航天工业中的应用范围，并在修复领域发挥作用;(2)焊接设备将趋向多功能化和柔性化;(3)非真空电子束焊接的研究和应用将日益成为热点;(4)在厚大件和批量生产中继续发挥其独特优势;(5)电子束焊接将成为空间结构焊接的强有力工具。结语

激光焊接与电子束焊接是焊接新技术，其应用范围和焊接能力还并没有被人们完全认识，还有待于科技工作者进一步研究和开发。相信不久的将来，激光焊接与电子束焊接技术不仅会在更多的加工领域出现，而且还会成为这些领域的主流加工技术之一。

参看文献：

服务机器人的现状及其发展趋势 篇6

嵇鹏程 沈惠平

（江苏工业学院机械与能源工程学院，江苏 常州2130161）

摘要：智能服务机器人技术代表一个国家高科技水平和自动化程度，它具有广阔的发展空间和市场前景。本文介绍了服务机器人的定义和发展前景，分析了国内外服务机器人的研究现状，并阐述了当前服务机器人研究领域的关键技术，最后展示服务机器人的未来发展方向和研究趋势。关键词：服务机器人；人工智能；多传感器信息融合；智能控制 中图法分类号：TP242.6

文献标识码：A

The Current Situation and Development Trend of Service Robot

JI Peng-cheng，SHEN Hui-ping（College of Mechanical and Energy Engineering，Jiangsu Polytechnic University，Changzhou, Jiangsu 213016, China）

Abstract:The technology of the intelligent service robot represents a national high-tech level and the degree of automation, it has a broad development space and market prospects.This article describes the definition and development prospects of service robots, analyses the current situation of service robot research at home and abroad, and introduces the key technologies in the fields of the current service robot research.Finally ,the direction of development and research trends of service robot in the future is showed.Keywords: service robot;artificial intelligence;multi-sensor information fusion;intelligent control 引言

机器人学的进步与应用是二十世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化，尤其在当今的工业制造中，机器人学已取得了最伟大的成功[1]。进入二十一世纪，人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会的坚实步伐。一方面随着各个国家老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，老龄化的家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大，而且生活节奏的加快和工作的压力，也使得年轻人没有更多时间陪伴自己的孩子，随之酝酿而生的将是广大的家庭服务机器人市场。另一方面服务机器人将更加广泛地代替人从事各种生产作业, 使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产作业中解放出来[2]。本文对服务机器人技术的研究现状和应用及其未来发展进行了综述。国内外的研究现状

1.1 服务机器人的定义

服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义，不同国家对服务机器人的认识不同。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作[3]，即除了手术机器人、诊断机器人、护理机器人、康复机器人等医用机器人外，也包括各种家用机器人、娱乐机器人、体育机器人、玩具机器人、导游机器人、保安机器人、排险机器人、清洁机器人、秘书机器人、建筑机器人、邮---------作者简介：嵇鹏程（1975-），男，硕士，助教，主要研究方向：服务机器人。E-mail:jipengcheng.edu@163.com 拾和送信机器人以及加油机器人等。随着开发研究的进一步开展和价格的大幅度下降，服务机器人将广泛进入医院、家庭、工地、办公室和体育娱乐场馆，直接与人类共处，为人类排忧解难[4]。

1.2 服务机器人的市场现状和前景

服务型机器人可进一步区分为个人和家用机器人与专业服务型机器人。

1.2.1 市场调研与预测

根据国际机器人联盟（IFR）统计部门于2008年10月公佈的最新资料，全球服务型机器人市场概况分述如下：①个人和家用服务型机器人： 至2007年底，个人和家用服务型机器人累计装1.3.1置量已超过340万台，娱乐休闲用机器人已达到200万台。至 2011年底，全球家务用机器人将会达到460万台，娱乐休闲用机器人将会达到735万台，合计约1200多万台，未来四年服务机器人市场总值合计约57亿美元，到2015年，全球个人和家庭机器人市场的规模预计将达到150亿美元，同时，将出现多种类型的个人机器人。②专业服务型机器人：至2007年底，全球已有4.9万台的使用数量，预计到2011年底，将增加5.4万台专业服务型机器人，总价值约91.2亿美元，其中农林矿牧用机器人最多，共将有1.9万台，防御救灾与保全机器人预计将有1.56万台销售量，专业清洁机器人亦约有4000台销售量，医疗用机器人约达3420台，多用途机器人移动平台约2375台，水底作业系统预估将有超过925台销售量。

1.2.2 专家预测

①中国机器人专家、工程院院士徐扬生教授说：“只要10年时间，机器人将在世界范围内，普及到每个人的日常生活之中。这将是一个巨大的市场，预计将比现在的汽车市场还要大。”②韩国科学家预测：到2015年至2020年，每个韩国家庭将拥有一个机器人。③日本专家估计：到2020年日本将有25%的人口年龄超过65岁，护理型机器人将供不应求。④德国科学家预计：将在未来的几十年间，家庭生活中将出现的最大变化就是机器人的普及，家庭服务机器人将在日常家庭生活中扮演越来

越重要的角色，承担越来越多的工作[5]。

1.3 国内外的研究现状

从二十世纪八十年代中期开始，机器人已从工厂的结构化环境进入人的日常生活环境—医院、办公室、家庭和其它杂乱及不可控环境，成为不仅能自主完成工作，而且能与人共同协作完成任务或在人的指导下完成任务的智能服务机器人，特别是最近几年，对会清洁地面、割草或充当导游、保姆和警卫等自主移动机器人技术上的进步，大家都有目共睹[6]。

1.3.1 中国

中国对服务机器人的研究起步很晚，但国家对此非常重视，1986年3月才开始把研究、开发智能机器人的内容已列入国家863高科技发展规划中，从1986年至2009年的20多年中，智能机器人主题在863的旗帜下，团结了近几千人的研究开发队伍，圆满完成各项任务，建成了一批高水平的研究开发基地，造就了一支跨世纪的研究开发队伍，为我国21世纪机器人技术的持续创新发展奠定了基础[7]。①如图1所示，这是我国首台具有国际一流语音交互水平和复杂动作及智能运动控制水平的“美女机器人”,这款“美女机器人”具有仿真的美女外形，服装和发型可以根据应用场合更换。她能够根据工作人员说出的指令，马上完成相应的动作,她能够讲英语、四川方言和唱歌、讲笑话，可以与游客进行语音聊天和知识问答,在移动行走时，她能自动识别途中碰到的障碍物，并做语音提示。②由北京理工大学牵头、中科院沈阳自动化所、兵器工业集团惠丰机械有限公司、中科院自动化所等单位参加，通过三年的奋斗，研制的“汇童”仿人机器人（如图2），取得了重大成果, “汇童”仿人机器人具有视觉、语音对话、力觉、平衡觉等功能的自主知识产权的仿人机器人，功能达到了国际先进水平，研制的“汇童”仿人机器人在国际上首次实现了模仿太极拳、刀术等人类复杂动作。

目前，我国服务机器人研究技术已跨入世界先进行列，但与日本、美国等国家的技术相比还是有差距的，我国科技工作者正在 努力向前，热切地期盼着我们自己水平更高的、功能更强的服务型机器人与大家见面。

图1 美女机器人 图2 “汇童”机器人 Fig.1 Beauty robot

Fig.2 “Huitong”robot

1.3.2 日本 日本将机器人作为一个战略产业，给予了大力支持，而且日本根据目前机器人产业面临的问题，提出了加强机器人研究和推动机器人产业化的具体措施，日本机器人工业之所以领先世界，一方面和他们的机器人文化也有关，在日本，有一种“让机器人成为人”的氛围，在日本，由于人口不多，而且老龄化趋势严重，他们需要机器人来承担劳力的工作，因此培养起浓厚的机器人文化；另一方面，日本政府也希望机器人研发成为本国的支柱产业，所以投入大量资金，为了攻克更关键的服务机器人技术，日本在2006 年至2010 年间，每年投入1000 万美元用于研发服务机器人。日本服务机器人技术的成果例举如下：①日本发明出人形的个性机器人保姆“ar”(如图3)，不仅会洗衣，打扫卫生，还会收拾餐具等诸多家务杂活，它依靠车轮移动，共搭载有5台照相机以便确认家具的位置。在公开展示活动中，“ar”演示了打开洗衣机盖，将需要清洗的衣物放入洗衣机，用托盘端着餐具送到厨房和拖地等工作。②由日本产业技术综合研究所智能系统研究部门仿人研究小组研制的美女机器人HRP-4C(如图4)，以用户为中心的机器人开放架构（Centered Robot Open Architecture）开发而成，该架构采用产综研一直在研发的实时Linux、机器人使用的“RT（Robot Technology）中间件”、可进行机器人仿真的软件“OpenHRP3”、语音识别技术以及产综研开发的人形机器人“HRP系列”所采用的双足行走技术等。

图3 机器人保姆 图4 美女机器人HRP-4C Fig.3 Robot nanny

Fig.4 Beauty robot HRP-4C

1.3.3 韩国 韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的10大“发动机”产业，他们已经把服务型机器人作为国家的一个新的经济增长点进行着重发展，对机器人技术给予了重点扶持，通过不断地努力，韩国近几年来也逐渐跻身研究机器人的世界潮流。韩国信息通信部官员表示，虽然韩国的机器人技术起步比美国、日本和欧洲的竞争者要晚，但是有望在未来5～10年内迎头赶上，①韩国科学家成功研制出世界上最聪明的类人机器人“Android”(如图5)，它集众多前沿科技在一身，包括实时数据传输、音像和力觉感应器、高速处理器等，通过它身上装备的音像及力觉感应器可以探测前方物体的运动，能够识别说话声，然后向服务器发送数据，服务器将数据处理后会下达指令给机器人，帮助它与人类以及周围环境进行互动。②“夏娃机器人2号”(如图6)是韩国科学家最新研制的一款娱乐型机器人，这位“女性”机器人不仅能和观众进行对话，还能和人进行眼神接触，并会表达各种情绪和唱歌，唱歌时能对上口形和随着歌曲扭动手臂、臀部和膝盖。

图5 机器人Android

图6 夏娃机器人2号 Fig.5 Robot Android

Fig.6 Eve Robot 2

1.3.4 美国 美国是机器人的发源地，尽管美国在机器人发展史上走过一条重视理论研究，忽视应用开发研究的曲折道路，但是美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位，其技术全面、先进，适应性也很强。例如：①专治中风的机器人医生(如图7)将在密歇根州圣约瑟夫默西奥克兰医院率先上岗，这种机器人头部是一个显示屏，能显示网络另一端医生的形象和声音，显示屏上方安装了一个摄像头，可以把医院现场的图像和声音传回给医生，有了这种机器人，医生在任何地方只要利用一台笔记本电脑和互联网，就可以远程遥控机器人为病人提供治疗服务。②美国军方为战争中下半身受伤而不能行走的士兵设计出了一款新型助残机器人(如图8)，它可以直接将用户的下半身紧紧围拢起来，以便更好的感知用户臀部或其他位置的运动，从而提供更加灵敏的操控。

图7 机器人医生 图8 助残机器人 Fig.7 Robot doctor

Fig.8 Assistive robot

1.3.5 欧洲 ①德国的社会环境却是有利于机器人工业发展的,因为战争，导致劳动力短缺，以及国民技术水平高，都是实现使用机器人的有利条件。到了70年代中后期，政府采用行政手段为机器人的推广开辟道路,即对于一些有危险、有毒、有害的工作岗位，必须以机器人来代替普通人的劳动，这个计划推动了服务机器人技术的发展。德国经过近十年的努力，其服务机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位：新一代机器人保姆Care-O-Bot3(如图9)遍布全身的不计其数的传感器、立体彩色照相机、激光扫描仪和三维立体摄像头，让它既能识别生活用品也能避免误伤主人；它还具有声控或手势控制有自我学习能力，还能听懂语音命令和看懂手势命令。②法国不仅在机器人拥有量上居于世界前列，而且在机器人应用水平和应用范围上处于世界先进水平，这主要归功于法国政府一开始就比较重视机器人技术，大力支持服务机器人研究计划，并且建立起一个完整的科学技术体系，特别是把重点放在开展机器人的应用研究上。这款名为NAO的两台双足智能机器人(如图10)，是法国阿德巴兰机器人公司研制的，它具有讨人喜欢的外形、温柔的语音和25个灵活的关节,能执行多种动作指令。

图9 机器人Care-O-Bot3

图10 机器人NAO Fig.9 Robot Care-O-Bot3

Fig.10 Robot NAO

③从70年代末开始，英国政府推行并实施

了一系列支持机器人发展的政策和措施，如广泛宣传使用机器人的重要性、在财政上给购买机器人企业以补贴、积极促进机器人研究单位与企业联合等，使英国机器人开始了在生产和服务领域广泛应用及大力研制的兴盛时期。譬如：英国机器人研究公司(RM)开发的霹雳舞机器人MechRC（如图11）既能在课堂上大显身手，会帮助孩子们学数学、几何、物理、设计和工程学，又能跳舞，因为这个机器人身上有着多个灵活的关节，通过计算机设定好的程序，就能做出各种人类的舞蹈动作。④俄罗斯由于没有国家发展服务机器人的统一规划，有限的国家订货和市场需求使得俄罗斯机器人技术的发展以科研和实验为主，以储备技术，便于随时根据市场需要制造出高质量的机器人，当前俄罗斯机器人的技术面临的问题是机器人技术的智能化程度较低，需要不断地增加功能、完善技术和提高质量。今后，俄罗斯将重点发展检查类机器人和室内外清扫和清洁机器人 [8]。近几年来，俄罗斯服务机器人技术上也取得可喜的成绩：俄罗斯首次研制的人形机器人 “阿涅亚”利用了“新纪元”公司许多独特的研究（如图12），这款机器人机械结构和程序保障系统十分先进，它们能用双脚行走，能与人对话。

在服务机器人系统中，自主导航是一项核心技术，是机器人研究领域的重点和难点问题[14]。把人工神经网络控制和多传感器融合技术相结合用于服务机器人的导航定位系统，如图13所示。

图11 霹雳舞机器人 图12 “阿涅亚”机器人 Fig.11 Break dance robot

Fig.12 “Anieya”robot 服务机器人的关键技术

服务机器人技术在本质上与所有其它类型的机器人是相似的,其主要技术包括:

2.1 环境感知传感器和信号处理方法

多传感器信息融合技术的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样，它充分地利用多个传感资源，通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来，产生对观测环境的一致性解释和描述，多传感器信息融合技术按照数据的抽象层次分类可分为数据层融合、特征层融合和决策层融合三种[9]。

2.2 智能控制

智能控制主要包括模糊控制、神经网络、进化计算等，且逐渐成为成熟的控制思想[10]。模糊控制源于模糊数学，或称弗晰数学，是研究如何表现和处理模糊性现象的一个数学分支[11-12]，模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。人工神经网络控制，从生物学的观点来看，神经网络的功能为信息处理和推理、联想和思维等高级的思想活动[13]，而人工神经网络控制是利用工程技术手段模拟人脑神经网络的结构和功能的一种技术系统，它是一种大规模并行的非线性动力学系统。

2.3 导航与定位

图13 服务机器人导航定位系统

Fig.13 Navigation and positioning systems for service robot

2.4 路径规划

路径规划就是指在服务机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法：①传统路径规划方法主要有以下几种：自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法，在这几种方法中，人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法，它通过环境势场模型进行路径规划，但是没有考察路径是否最优[15]。②智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中，来提高机器人路径规划的避障精度，加快规划速度，满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等，这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果[16]。把模糊控制和人工神经网络控制相融合，形成的模糊神经网络控制用于服务机器人的避障，以BP网络作为机体，以基于模糊规则的模糊神经网络，采用CCD摄像机和多个超声波测距传感器，对服务机器人能够避障进行控制，如图14所示。

图14 服务机器人模糊神经网络图

Fig.14 Chart of fuzzy neural network for service robot 服务机器人的未来展望

服务机器人的开发研究取得了举世瞩目的成果，未来智能机器人技术将沿着自主性、智能通信和适应性三个方向发展。

3.1 人与机器人的融合

美国科学家正在研制的独特机械控制假手臂（如图15），可以通过“思维力”进行控制。当患者需要借助于机械手完成某种动作时，他只要简单地想要做什么即可，大脑发出的信号会刺激肌肉，相应的电脉冲会被电极记录，随后信号会转变成控制机械手臂的指令可以完成各种复杂动作，其中包括拿住物体，它不仅能恢复患者的动作效能，而且能感受到触觉。据日本媒体报道，新开发的装置由头盔状的传感器及测量记录器构成（如图16），如果人设想使用左手的动作，脑波及脑血流的变化便会参照事先存储的数据，使机器人举起左手，该技术今后有可能运用于家务机器人，帮助人们从事端菜、给植物浇水等家务和肢体残疾或瘫痪人士。

图15 思维力控制假手臂 图16 意念控制机器人 Fig.15 Fake arm controlled with the power of the thought Fig.16 Robot controlled with the idea

3.2 人工智能技术的全面应用

各种机器学习算法的出现推动了人工智能的发展，强化学习、蚁群算法、免疫算法等可以用到服务机器人系统中，使其具有类似人的学习能力，以适应日益复杂的、不确定和非结构化的环境。例如：①英国科学家研发出首名“机器人科学家”（如图17），这款机器人能独立推理、把理论公式化乃至探索科学知识，堪称人工智能领域一大突破。“机器人科学家”将来可以投身于解开生物学谜题、研发新药、了解宇宙等研究领域。②英国的一种具有语言学习能力的类人型机器人（如图18）即将问世，研究者的目标是：机器人将来能够对语言进行自我学习，以及在社会化环境中向他人学习，并且把这种语言能力转化为自主化学习和处理问题的能力，并且与周围环境互动，将来有可能使机器人掌握更多的自主性能力。

3.4 服务机器人的人性化

技术进步将允许在未来几年克服当前这些技术（开放空间的导航、学习能力和智力行为、多传感器融合和允许对所有不同类型任务进行高效处理的处理器等）的限制，设计和使用功能日益强大的机器人，集成技

术将允许超越由于材料、技术等形成的目前图17 机器人科学家 图18机器人iCub 限制边缘，日本专家预测，在2013年到2027Fig.17 Robot scientist

Fig.18 Robot iCub 年之间，智能机器人系统的发展将允许机器 人会保留和重复使用以前已获得的技能和3.3 传感器技术的发展 技术，如表1所示，人和机器人的交流将变未来机器人传感器技术的研究，除不断得更加的简单化了[18]。改善传感器的精度和可靠性外，对传感信息 的高速处理、自适应多传感器融合和完善的 结论 静、动态标定测试技术也将成为机器人传感器研究和发展的关键技术。未来机器人传感随着服务机器人技术不断发展和开发器研究包括多智能传感器技术、网络传感器成本的不断下降，服务机器人将会走进千家技术、虚拟传感器技术和临场感技术[17]。万户，将成为人们生活、工作和学习上的好 帮手，相信这一天将很快到来的。表日本专家对服务机器人技术的预测

Tab.1

Japanese experts predicted the technology of service robot 时间 事件

2013年 智能系统的发展能够将在与流程、技能、知识和经验相关的人类决策方面帮助人类作出决定。2014年

在人机界面的实际使用中，设置在人机界面中带有对话与理解功能的虚拟用户可通过与人类的对话借助信息处理设备执行任务或程序。

2023年

随着与生物体隔膜相似功能的人工膜的发展，人脑可以通过计算机控制电机的技术使得对假肢进行直接和自主控制而不依赖于脊柱或周围神经系统。

2027年

随着具有视觉功能、听觉功能、能执行其它感官功能智能机器人的发展，机器人将类

似于人类，能够思考，作出决定和采取行动。

参考文献（References）

[1] The definition of service robot in the questionnaire of the international federation of robotics(IFR)statistics[C]．1998．

[2]

蔡鹤皋．机器人将是21世纪技术发展的热点

[J]．中国机械工程，2000，11(1-2)：58-60． [3]

金周英．关于我国智能机器人发展的几点思考 [J]．机器人技术与应用，2001，（4）：5-7．

[4]

蔡自兴．中国智能机器人研究[J]．莆田学院学报，2002，9（3）：36-39．

[5] 吴海鸿．家庭机器人大市场已呼之欲出

[N]． 中国青年报，2006，（6）．

[6]

RoferT，LankenauA，MoratzR．Sevice Robotics

applications and safety issues in an emerging ECAI’2000Berlin，2000．

[7]

国家863计划智能机器人专家组[M]．北京：

中国科学技术出版社，2001．

[8] 苏天云．俄罗斯机器人技术发展趋势[J] ．全

球科技经济瞭望，1999，（2）：10-11． [9]

赵蕊，贺建军．多传感器信息融合技术[J]． 计

算机测量与控制，2007，15(9)：1124-112． [10] 张毅，罗元，郑太雄等．移动机器人技术及

其应用[M]．北京：电子工业出版社，2007． for their yearly study of world wide robot

market[J]

．

Workshop

W20

in

proceeding

[11] LiR，WallanceA，spefR，etal．Two-axis model development of

cage-rotor

brushless doubly-fed machines[J]．IEEE Trans on Energy Conversion，1991，6（3）：453-460．

[12] HuH．BradyM.A Bayesian approach to real-time obstacle advoidance for an intelligent mobile robot[J]．International Journal of Autonomous Robots．1994，1（1）：64-102． [13] 王灏，毛宗源．机器人的智能控制方法[M]．北京：国防工业出版社，2002．

[14] 孟庆春，齐勇，张淑军等．智能机器人及其发展[J]．中国海洋大学学报，2004，34（5）：831-838．

[15] 庄晓东，孟庆春，高云等．复杂环境中基于人工势场优化算法的最优路径规划[J]．机器人，2003，25（6）： 531-532．

[16] Chaochang Chiu．Learning Path Planning Using Internation’99 Genetic on

Algorithm

Human-Computer Approach[C]．Proceedings of the HCI Interaction，USA：awrence Erlbaum Associates，1999，（8）：71-75．

[17] 高国富，谢少荣，罗军等．机器人传感器及其应用[M]．北京：化学工业出版社，2005． [18] Antonio López Peláez，Dimitris． uRobots，genes and bytes technology development and social changes towards

the

焊接机器人技术的应用研究 篇7

从机器人诞生到本世纪80年代初,机器人技术经历了长期缓慢的发展过程。90年代,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机器人技术也得到了飞速发展。工业机器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不断提高,而机器人的制造成本和价格却不断下降。联合国欧洲经济委员会(UNECE)统计从1990年至2000年,劳动力成本增长了40%;机器人在考虑质量因素的情况下价格降低了80%,在不考虑质量因素的情况下,机器人的价格降低了60%。

在西方国家,工业机器人的应用在各行各业得到飞速发展。据不完全统计,大约有三分之一的钢铁产品需要经过焊接加工,全世界在役的工业机器人中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,焊接机器人最普遍的主要有两种方式,即点焊和电弧焊。实际上,工业机器人在焊接领域的应用最早是从汽车装配生产线上的电阻点焊开始的。

我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。

目前焊接机器人国内发展水平与国外还有一定的差距。(1)国外进口焊接电源大都允许操作者输入焊接材料、厚度、坡口形式等焊接工艺条件,以免费或以选配的方式提供了焊接专家系统,可自动生成焊接工艺。而国内焊接电源厂家难以提供成熟可靠的焊接工艺支持,在焊接工艺的研究和积累还十分有限,大部分高端市场份额仍然被进口焊机占据。(2)国外焊接设备大都提供了现场总线接口,而且可控参数丰富。而国内的自动化焊接系统各个自动化焊接部件信息量的传递十分有限,普遍处于继电器开关量编组控制的水平,难以实现复杂的焊接工艺协调控制。(3)在欧美、日本等技术发达国家,自动化、机器人焊接设备的应用非常普遍,特别是在批量化、大规模和有害作业环境中使用率更高,已形成了成熟的技术、设备和与之配套并不断升级的焊接工艺。在我国,汽车、石化、电力、钢构等行业焊接生产现场使用的自动化和机器人焊接设备,少部分为国内焊接装备企业的自主知识产权设备,一部分由国内或合资、独资企业提供的、关键部件采用国外技术的组装和成套产品,更多的则是成套进口设备。

2 焊接机器人在自动控制生产领域的应用

下面以唐山松下机器人为例来了解焊接机器人在自动控制生产领域的应用。该焊接机器人如图1所示主要是应用于结构钢和铬镍钢的汽车部件的熔化极活性气体保护焊(CO2焊)。

目前的焊接机器人多数为6关节式的,具有6个关节的机器人基本上能满足焊枪的位置和空间姿态的控制要求,其中3个自由度(XYZ)用于控制焊枪端部的空间位置,另外3个自由度(ABC)用于控制焊枪的空间姿态。

一套完整的弧焊机器人系统,应包括机器人机械手、控制系统、焊接装置、焊件夹持装置。

(1)机器人本体,选择PANASONIC机器人TA-1400;伺服电机驱动6轴关节式操作机。它的任务是精确地保证机械手末端(悍枪)所要求的位置、姿态和运动轨迹。点至点方式移动速度可达60m/min以上,其轨迹重复精度可达到±0.2mm。(2)机器人控制柜,选择与机器人本体配套的PANASONIC工业机器人控制器YA-1RAR61C(TA-1400G2),它是机器人系统的神经中枢,机器人的控制硬件全部优化集成在一个控制柜内,通过对机器人的编程完成功能,具备完善的网络监控功能。(3)焊接电源系统,包括焊接电源、专用焊枪等能实现多种焊丝低飞溅焊接的全数字焊机。(4)焊接工装夹具,由机械工程师根据设计要求设计。

该气保焊接机器人控制系统采用的是示教再现机器人,焊接示教和焊接编程都说由操作者通过在线操作来完成,确保了高精度和动态运动。将焊接机器人安置于一个箱体内,在箱体上还需要安置排风扇、照明灯、插座、触摸屏以及各种流量表(气压、电流、电压、CO2)等,其中气缸主要安装在安全门和夹具上。

该自动控制系统主要利用LG PLC来控制箱体上的排风扇、照明灯、安全门和夹具的动作,并利用触摸屏来进行控制,操作人员只需要站在箱体外,利用对触摸屏的操作完成焊接机器人以及一系列其它辅助动作的控制。

3 焊接机器人发展趋势

随着科技的发展,焊接机器人的性能将更加完善,应用更加普遍,价格更加低廉,将集成更多的功能,具有感知环境变化的适应能力,智能水平大幅提高,主要的发展趋势为虚拟现实技术;神经网络技术;模糊逻辑技术;多智能传感技术;开放模块化技术以及以机器人为核心的遥控焊接例如水下焊接等,都将成为研究热点。

摘要：本文对焊接机器人国内外的应用现状进行了概述,并以唐山松下机器人为例来说明焊接机器人在汽车自动控制生产领域具体构成及应用,最后对焊接机器人的发展趋势进行的总结。

关键词：焊接机器人,自动化

参考文献

[1]谭一烔,周方明.焊接机器人技术现状与发展趋势[J].电焊机,2006,36(3).

[2]陈博.机器人技术的发展趋势与最新发展[J].西安教育学院学报,2004,19(3).

[3]张华,李志刚.水下焊接机器人技术发展现状及趋势[J].机器人技术与应用,2008.

焊接机器人的发展现状 篇8

关键词：弧焊机械；机器人焊接；研究技术

引言

工业装备的过程中，工程机械占据的地位十分重要，而工程机械产品当中的焊接结构部件较多，占整个机器重量的50%至70%，因此焊接结构部件的质量优劣直接影响着产品的质量、操作性能以及使用的可靠性。当下我国一些相对知名的工程机械制造单位，豆浆焊接结构部件设计作与制造能力当成主要的竞争热点，而不管哪一种企业，要想提升自我产品的市场竞争力，提升生产有效性，确保整个焊接过程的稳定性与焊接质量，降低工人的工作强度，优化工作环境，使用弧焊机器人是必然选择[1]。

1.弧焊机器人的关键控制技术

弧焊节气人和一般的工业机器人不同，弧焊机器人在焊枪摆动功能方面有一些特殊功能要求，且在机器人和变位机协同运动功能等方面，也有弧焊机器人的特殊要求。

1.1焊枪摆动控制

弧焊机器人的摆动功能是通过轨迹的叠加方式得以实现的，也就是在原有估计的插补点上叠加上原地摆动的轨迹插补点。弧焊机器人摆动控制过程中使用到的参数有摆动样式、摆动频率、摆动幅度、左右点极点停顿时间、左右摆动平面家教和摆动半径等参数。

1.2焊接变位机的协同运动

携带有变位机的焊接工作站，机器人轨迹的规划方式与摆动的控制方式与上一种一样[2]。中间插补点的点位姿可以用 表示，但是因为工作坐标系{W}固定在一个变位机的底端，因此变换矩阵 并不是一个固定的矩阵，而是会随着机位的运动而发生变化。

2.工程机械结构件的焊接特点

2.1材料使用

当下我国的工程机械结构组成部件多使用的材料为碳素结构钢、低合金结构钢等等，一些零件的使用会选择铸钢件，因为材料本身就具有较好的焊接功能，因此不易产生冷、热裂纹，在对母材焊接之前不需要进行事前预热，焊接之后也不需要进行特殊的保温动作。

2.2结构特征

工程机械构件有较多的角焊缝存在，一般情况下只需要对焊缝的外观质量进行检查，需要特别使用磁粉探伤与超声波探伤的只有一些重要的受力结构部件，检验的内容分别在表面裂纹与焊缝的内部不足。

2.3焊接方式

我国工程机械焊接结构的生产过程中，一般使用概率较高的板材为Q235、Q345、Q390，板材的厚度选择一般为6毫米以上的中板件[3]。当下使用频率较高的焊接技术是埋弧自动焊以及CO2/MAG气体保护焊。前面一种焊接方式的特点为熔深大、速度快和无弧光烟尘。另外气体保护焊技术与埋弧自动焊相似，具有的特点都是电流密度大、熔深大，但是此项技术在焊接速度方面稍稍沉溺在不足，此项技术的焊接速度相比手工电弧焊，要快出两倍左右。气体保护焊技术需要的辅助时间更短，特别是使用Ar混合气体，产生的熔渣数量不多，这就大大的缩减了后期需要耗费的清理时间，从整体层面分析，整个工作的有效性还是十分突出的。.

3.弧焊机器人的焊接技术

3.1传感技术

现代化技术不断发展的过程中，传感器技术也得到了相应的发展，已经不再是单纯的用信号变换元件的方式存在，当下大量的传感器内容都有特定处理信号的功能。特别是在制造业之中，弧焊机器人所具有的智能传感技术更是表现出了特定的作用。因为电弧传感技术是依托焊接电弧直接掌握焊接位置中存在的偏差信号，所以具有更高的实效性特点，另外其不用在焊枪上另外附带任何的辅助装备，焊枪具有较高的灵活性特点，尤其适合使用在一些中小企业中，因为此项技术对自动化的成本要求不高。

3.2跟踪技术

建立在传统模糊控制技术的基础上，当下已经研究制定了多种高性能的模糊控制器。而伴随着模糊数学以及神经网络的出现，这项技术也被使用到了焊接这个非线性系统当中，使得焊接跟踪技术能够朝着全新的时代迈进，进入到了智能焊缝跟踪时代。焊接技术是一项对整体性要求较高的复杂性系统，不管是弧光、电压波动、操作技术或者是工作变形状态都会对技术的实施造成影响，造成传统控制技术不能够实现准确的焊缝。但是人工神经网络却能够帮助机器人完成一连串的学习、记忆和联想功能，因为人工的神经网络使用的处理方式是并行方式，对信息的存储使用的分布式的方式，因此具有较大的信息储备粮和强大的容错性优点，单从自动化的层面分析，尤其适合焊缝跟踪过程中的视觉模式辨别以及跟踪的智能控制。

4.结语

未来的机械发展必然遵循的是可持续性发展原则，现有的各种工程机械产品也将被更新换代，工程机械结构部件的焊接工艺水平必然不断提升。但是当下我国的工程机械行业使用的焊接方式还是人工式，不仅劳动强度大，且产品质量得不到保证。所以机器人焊接技术的使用，大大的提升了产品质量与生产效率，此项技术的出现为我国工业装备制造水平的提升打下了良好基础。

参考文献：

[1]陈城洋.工程机械典型接头的弧焊机器人焊接技术研究[J].企业导报，2014，19：114+109.

[2]熊烁.弧焊机器人控制技术的研究与实现[D].华中科技大学，2012.