深入解讀焊接機器人發展趨勢

焊接機器人現已廣泛應用于汽車底盤、座架、導軌、消音器和液力變矩器的焊接，尤其是在汽車底盤的焊接生產中得到廣泛應用。
點焊機器人的應用可以提高焊接質量，因此人們甚至試圖用它來代替一些電弧焊操作。短距離內的運動時間也大大縮短。國內汽車廠商生產的后輪軸、副車架、搖臂、懸架、減震器等汽車底盤零部件，大多是以MIG焊接技術為主的應力安全件。主要部件沖壓焊接而成，平均厚度1.5 ~ 4 mm，焊接以搭接和角接形式為主，焊接質量要求高，其質量直接影響汽車的安全性能。機器人焊接后，焊接件的外觀和內在質量大大提高，保證了質量的穩定性，降低了勞動強度，改善了工作環境。
焊接機器人技術主要內容包括國家機器人和焊接生產設備管理兩部分。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源，（包括其控制信息系統）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分重要組成。對于人工智能發展機器人企業還應有傳感網絡系統，如激光或攝像傳感器數據及其內部控制裝置等。
焊接機器人發展趨勢
目前，國際機器人界正加大科研力度，開展機器人通用技術研究。從機器人技術的發展趨勢來看，焊接機器人與其他工業機器人一樣，正朝著智能化、多樣化的方向發展。具體而言，它表現在以下幾個方面:
1)機器人機械手的結構:利用有限元分析、模態分析、仿真設計等現代設計方法，實現機器人機械手的優化設計。探索新的高強度輕質材料，進一步提高載重重量比。比如以德國庫卡為代表的機器人公司，將機器人的平行平行四邊形結構改為開鏈結構，通過輕質鋁合金材料的應用，擴大了機器人的工作范圍，大大提高了機器人的性能。此外，先進的RV減速器和交流伺服電機使機器人機械手幾乎成為免維護系統。該機制正朝著模塊化和重組的方向發展。比如關節模塊中的伺服電機、減速器、檢測系統集成為一體；整個機器人由關節模塊和連桿模塊重組構成；模塊化裝配機器人產品已在國外上市。機器人的結構更加靈巧，控制系統越來越小，兩者向一體化發展。利用并聯機構和機器人技術，實現了高精度的測量和加工，是機器人技術向數控技術的拓展，為未來機器人與數控技術的融合奠定了基礎。意大利的柯馬公司、日本的FANUC公司和其他公司已經開發了這種產品。
2)機器人控制系統: 重點研究開放式、模塊化的控制系統。隨著基于 PC 的開放式控制技術的發展，控制器易于標準化和網絡化，隨著設備集成度的提高，控制柜日趨小型化和模塊化，大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維護性?？刂葡到y已從6軸機器人發展到21軸機器人甚至27軸機器人，并實現了軟件伺服和全數字控制。人機界面更加友好，語言、圖形編程界面正在開發中。機器人控制器和基于 PC 的網絡控制器的標準化和網絡化已成為研究熱點。編程技術除了進一步提高了在線編程的可操作性外，離線編程也將成為研究的重點，在一些領域的離線編程已經變得切實可行。
3）機器人傳感信息技術： 機器人中的傳感器主要作用影響日益發展重要，除采用中國傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人企業還應用了激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器，并實現了焊縫自動跟蹤和自動化產品生產水平線上物體的自動定位方法以及一些精密裝配作業等，大大提高了我國機器人的作業安全性能和對環境的適應性。 遙控機器人則采用計算機視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合教育技術來進行社會環境數據建模及決策管理控制。為進一步得到提高服務機器人的智能和適應性，多種生物傳感器的使用是其問題需要解決的關鍵。其研究一個熱點在于能夠有效合理可行的多傳感器網絡融合算法，特別是在非線性及非平穩、非正態分布的情形下的多傳感器融合算法。另一方面問題我們就是傳感設備系統的實用化。
4)網絡通信功能: 日本安川公司和德國 KUKA 公司的最新機器人控制器實現了與 Canbus、 Profibus 總線等網絡的連接，使機器人從過去的獨立應用向網絡應用邁進了一大步，也使機器人從過去的專用設備向標準化設備發展。
5)機器人遠程控制和監測技術，在核輻射、深水、有毒焊接等高風險環境中，需要一個遠程控制的機器人代替人工工作?，F代遙控機器人系統發展的特點并非追求自治系統，而是致力于操作者與機器人之間的人機交互控制，即遙控和本地自治系統構成一個完整的監控和遙控操作系統，使智能機器人走出實驗室，進入實際應用階段。這種系統最著名的例子是在火星上發射的美國旅居者機器人。多機器人與操作者之間的協調控制可以通過網絡在較大范圍內建立機器人的遠程控制系統，并在時延條件下建立遠程控制的預顯示。
6)虛擬機器人技術:虛擬現實技術在機器人中的作用已經從模擬和預演發展到過程控制，比如讓遠程機器人操作者在遠程工作環境中感受到對機器人的控制?；诙鄠鞲衅?、多媒體、虛擬現實和臨場感技術，實現了機器人的虛擬遙操作和人機交互。
7）機器人進行性能價格比： 機器人性能研究不斷努力提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格水平不斷出現下降。由于我國微電子科學技術的快速經濟發展和大規模數據集成電路的應用，使機器人通過系統的可靠性有了很大程度提高。過去機器人操作系統的可靠性MTBF一般為幾千小時，而現在已達到5萬小時，可以得到滿足我們任何一個場合的需求。
8)多智能體控制技術: 這是機器人研究的一個新領域。本文主要研究了多智能體的群體結構、通信與協商機制、感知與學習方法、建模與規劃、群體行為控制等問題。

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