我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用狀況

我國(guó)開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人晚于美國(guó)和日本，起于20世紀(jì)70年代，早期是大學(xué)和科研院所的自發(fā)性的研究。到80年代中期，全國(guó)沒(méi)有一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世。而在國(guó)外，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)是個(gè)非常成熟的工業(yè)產(chǎn)品，在汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。鑒于當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)外形勢(shì)，國(guó)家“七五”攻關(guān)計(jì)劃將工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)列入了計(jì)劃，對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了攻關(guān)，特別是把應(yīng)用作為考核的重要內(nèi)容，這樣就把機(jī)器人技術(shù)和用戶緊密結(jié)合起來(lái)，使中國(guó)機(jī)器人在起步階段就瞄準(zhǔn)了實(shí)用化的方向。

與此同時(shí)于1986年將發(fā)展機(jī)器人列入國(guó)家“863”高科技計(jì)劃。在國(guó)家“863”計(jì)劃實(shí)施五周年之際，提出了“發(fā)展高科技，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”的目標(biāo)。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展的推動(dòng)下，以及對(duì)機(jī)器人技術(shù)研究的技術(shù)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，863主題專家組及時(shí)對(duì)主攻方向進(jìn)行了調(diào)整和延伸，將工業(yè)機(jī)器人及應(yīng)用工程作為研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)之一，提出了以應(yīng)用帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)研究的發(fā)展方針，以后又列入國(guó)家“八五”和“九五”中。經(jīng)過(guò)十幾年的持續(xù)努力，在國(guó)家的組織和支持下，我國(guó)焊接機(jī)器人的研究在基礎(chǔ)技術(shù)、控制技術(shù)、關(guān)鍵元器件等方面取得了重大進(jìn)展，并已進(jìn)入使用化階段，形成了點(diǎn)焊、弧焊機(jī)器人系列產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)。我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車、摩托車、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車等幾個(gè)主要行業(yè)。

焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的硬件一般包括：

控制計(jì)算機(jī)?？刂葡到y(tǒng)的調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)。一般為微型機(jī)，其微處理器有32位、64位等，如奔騰系列CPU以及其他類型CPU；

示教盒。示教焊接機(jī)器人的工作軌跡和參數(shù)設(shè)定，以及所有人機(jī)交互操作。

示教盒擁有自己獨(dú)立的CPU以及存儲(chǔ)單元，與主計(jì)算機(jī)之間以串行通信方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交互；

操作面板。由各種操作按鍵、狀態(tài)指示燈構(gòu)成，只完成基本功能操作；

硬盤和軟盤存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)焊接機(jī)器人工作程序以及各種焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的外圍存儲(chǔ)器；

數(shù)字和模擬量輸入輸出。各種狀態(tài)和控制命令的輸入或輸出。

打印機(jī)接口。記錄需要輸出的各種信息。

傳感器接口。用于信息的自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人柔順控制，一般為力覺(jué)、觸覺(jué)和視覺(jué)傳感器。對(duì)一般的點(diǎn)焊或弧焊機(jī)器人來(lái)說(shuō)，控制系統(tǒng)中并不設(shè)置力覺(jué)、觸覺(jué)和視覺(jué)傳感器。

軸控制器。完成機(jī)器人各關(guān)節(jié)位置、速度和加速度控制。

輔助設(shè)備控制。用于和焊接機(jī)器人配合的輔助設(shè)備控制，如焊接電源系統(tǒng)、焊槍（焊鉗）、焊接裝系統(tǒng)等。

焊接機(jī)器人技術(shù)

效率，自動(dòng)化，靈活性和智能化是焊接機(jī)器人系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢(shì)。他們正在經(jīng)歷單機(jī)器人教學(xué)再生型向多感應(yīng)，智能柔性機(jī)器人工作站或多機(jī)器人工作組甚至整個(gè)工廠生產(chǎn)線的發(fā)展。在機(jī)器人焊接進(jìn)程中，要確保焊接進(jìn)程的安穩(wěn)以及焊接的質(zhì)量，有必要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)程操控。機(jī)器人焊接進(jìn)程操控觸及的幾許量、物理量等多方面的參數(shù)。

為了丈量這些參數(shù)所需求傳感器不只數(shù)量大，并且品種多。從運(yùn)用意圖的視點(diǎn)能夠?qū)鞲衅鞣譃閮深悾河糜谡闪亢附訖C(jī)器人本身狀態(tài)的內(nèi)傳感器和為進(jìn)行某種操作(如焊縫主動(dòng)盯梢)而安裝在機(jī)器人上的外傳感器。其中內(nèi)傳感器包含：方位、視點(diǎn)傳感器，速度、角速度傳感器，加速度傳感器等。外傳感器包含：視覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器、觸覺(jué)傳感器、挨近覺(jué)傳感器等。

為了確保焊接質(zhì)量而采用的焊縫盯梢傳感器、熔透操控傳感器等也屬于外傳感器，其中焊接機(jī)器人焊縫我們重點(diǎn)講講。

我國(guó)焊接自動(dòng)化裝備制造業(yè)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出如下趨勢(shì)：

柔性化

現(xiàn)代化生產(chǎn)要求同一臺(tái)設(shè)備能夠滿足同類型不同規(guī)格工件的加工，甚至不同類型工件的焊接自動(dòng)化加工，同時(shí)由于大型焊接自動(dòng)化成套裝備或生產(chǎn)線一次投資相對(duì)較高，因此在設(shè)計(jì)這種焊接裝備時(shí)需要盡量考慮柔性化，形成柔性制造系統(tǒng)，以充分發(fā)揮裝備的效能，滿足同類產(chǎn)品不同規(guī)格工件的生產(chǎn)需要。

網(wǎng)絡(luò)化

智能接口、遠(yuǎn)程通信等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了焊接自動(dòng)化裝備管控一體化技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制一體化，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、遠(yuǎn)程通信等技術(shù)，焊接加工過(guò)程和質(zhì)量信息、生產(chǎn)管理等信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字一體化管理，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)編程，遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷和檢修。

人性化

焊接自動(dòng)化裝備廣泛采用數(shù)字化、圖形化的人機(jī)操作界面，設(shè)備擁有專家數(shù)據(jù)庫(kù)、控制參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、人機(jī)交互等功能，使設(shè)備操作更加容易、更加方便。隨著技術(shù)的不斷完善，數(shù)字顯示技術(shù)在人機(jī)交互、控制參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中將得到普遍運(yùn)用。