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摘要：在目前形势之下，焊接机器人的应用迎来了全面发展的新机遇，一方面来说，随着科技的基本，焊接机器人的制造成本在不断降低，功能性也更加全面，而另一方面来看，我国人力资源的成本也在不断上升，相应的工业企业就必须从加工手段入手，不断的提升产品的质量和竞争力，控制投入的人力成本，这也就为机器人焊接技术的全面应用提供了良好的发展前景。这也就要求了相应的企业和技术人员能够不断的加大研发力度，使机器人焊接技术的集成与应用能够满足自动化和信息化的切实要求，推动我国工业制造水平的不断提升。
关键词：智能制造；机器人焊接技术；集成；应用
一、焊接机器人的分类与发展方向分析
从目前的技术发展趋势来看，我国机器人焊接技术已经趋于成熟，多种技术也得到了广泛的应用。焊接机器人主要包括了弧焊型、点焊型以及激光焊和摩擦焊的多种类型。从机器人自身结构来看，由于焊接本身就要求了有较高的动作灵敏度和定位的精准度，因此，机器人要有着一定的轻便性和灵活性，使其能够更好的执行焊接任务，而机器人本身的结构也正在朝着模块化和可以重构化的方向进行发展[1]。
这里要注意的是，由于焊接技术往往容易受到环境因素的影响，导致工件焊接容易产生一定的变形问题。而一代的示教式编程焊接技术是一种盲人式的机器人焊接技术，往往难以将这种问题得到有效的排除，因此，在今后的发展过程之中，将会为焊接机器人加入更多的感觉，不仅涉及到视觉方面传感问题，同时包括声音感知，力度传感，触感传达等全面的感知系统建立，将这种感知系统融入到机器人系统之中，从而使机器人能够对焊接过程有着更加精准的把控。
另一方面来说，随着企业信息化技术和自动融合技术的全面发展，机器人焊接也不再是单兵作战的作业流程，而是要将其纳入到整个数字化生产的系统之中。在今后，对机器人智能制造流程的发展将更加重视，为机器人带来智能化交流和通讯的方式，使其能够感知和学习焊接技术，对建模加以规划，提升机器人群体行为的可控性。
目前，在机器人之中已经开始应用VR虚拟现实技术，使机器人的操作者能够将自己置身于远端作业环境之中，并基于多种传感器和多媒体来实现临场焊接技术的应用，从而使机器人的虚拟操作技术更加真实合理，提升人机交互的效力。
二、典型机器人焊接系统分析
（一）机器人+焊接
机器人+焊接主要是针对于单体机器人焊接作业而言的，在其中包括自动化焊接系统以及自动化控制机制。机器人本体也就是整个系统的执行系统，而控制柜则相当于机器人系统的神经中枢，负责发送多种指令来协调机器人的焊接作业流程，从而使焊接流程更加完善。在这之中，不仅要包括机器人焊接流程实现所需要的必备组件，同时还包括了外部电气控制系统、人机交互系统、工装夹具系统以及焊缝跟踪系统和相应的吸尘设施等。对于焊接机器人而言，主要的工作任务在于能够独立的完成相应工件的焊接作业流程，而这不仅要求机器人能够对焊接作业有着精密化处理的要求，同时也要确保机器人对焊接工艺流程有着深入的了解和把控[2]。
在工件焊接作业流程之中，需要对攻坚的位置加以固定，同时对所有的工装夹具和变位机构进行控制，另外也需要做好相应的保护措施。这些设备设施将共同组成与机器人焊接系统协调统一的完善的控制体系。从目前来看，往往是采用PLC系统进行作业控制，而人机交互系统往往是通过触摸屏来实现的，从而形成一个相对独立，能够自动化完成焊接流程的机器人焊接作业系统。
（二）机器人+焊接生产线
这种作业方式主要强调的是机器人焊接过程的自动化与智能化。在机器人焊接工作站的基础之上，机器人工作站的数量会得到提升，形成多个焊接工作站共同作业的生产线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而从焊接自动化的角度来看，整个作业开始之前的准备工作包括了备料、组对、上料、焊接等集约化的工序，从而使焊接产品的生产流程能够达到自动化的需求。然而在这种模式之下，整个工作环境更加趋于复杂化，对生产线的各个工作模块也有着较高的要求，要求生产线符合集约性和智能性的生产理念。而只有多个自动化的工作模块不断协调和对接，才能够完成统一控制，集约生产的要求，进而使生产效率和生产质量得到有效的保障，进一步改善生产操作环境，提升生产过程的完善性和统一性。这里包括了智能化技术以及数字化技术的应用，同时涵盖了信息化生产规划和自动化协调的有机结合。在机器人焊接生产线的生产过程之中，要求能够获取焊接工艺的质量信息以及生产管理信息，从而实现网络数字的一体化管理模式[3]。
三、智能焊接技术的集成与应用
（一）智能焊接站系统的组成
智能焊接工作站的组成包括机器人系统、电源系统以及控制体系，同时也包括安全站和排烟系统等。在这之中，焊接机器人的工作站采用的双工位协调性设计，机器人焊接与操作人员采取上下工件交叉式工作模式，从而提升机器人作业的效率，降低机器人的等待时间，提升多种资源的利用效率。在这之中，机器人系统可以采用ABB专用弧焊机器人，配备的焊枪为TBI水冷焊枪，这种焊枪本身包括了碰撞感应装置，从而使机器人在作业过程之中得到有效的保护。另外，电源体系可以采用美国全数字式焊接系统，这种焊接系统的焊接工艺较为全面和完善，能够满足不同工件的焊接需要。控制系统则可以选择德国西门子的PLC控制体系，能够使整个系统的元件进行组网通信，控制的稳定性更强，自动化程度更高，同时也能够对相应的生产参数进行实时的监控。变位机是机器人焊接系统之中较为主要的执行机构，而在变位机上应该安装相应的工装夹具，从而使工件能够得到快速且精准的定位，变位机本身应该有着可旋转轴，由伺服电机进行驱动，从而实现精确的角度变化过程。机器人的外部轨道在于使机器人的位置得到有效调控，从而使焊接工件的灵敏性得到提升，进一步提升机器人的可控性和灵活性。另外，在焊房的前后，应该配备可升降的焊接幕帘，在工件的焊接流程之中，应该做到焊接区域的完全隔离，防止焊接过程之中产生的弧光对其他人员造成的损害，排烟系统应该使用高速电机控制的高效排烟系统，从而使焊接过程之中产生的烟尘得到有效的过滤[4]。
（二）控制系统软件组成分析
控制系统包括了PLC、HMI、工装定位轴以及机器人移动轴等多种软件控制单元，这种构架方式是当前机器人焊接技术应用中较为稳定，控制性较为灵活的一套构架。在这之中，PLC主要对控制器提供伺服轴的位移定位，夹具气缸的控制以及焊接机器人作业的协调，HMI则是一种人机交互的截面，让操作人员能够对生产工艺，生产流程加以选择和控制，同时也能完成对设备状态的反馈以及生产数据的分析。通过这种控制系统，能够采集生产运行之中多种系统参数和数据信息，从而使生产车间能够符合自动化、数字化、智能化的基本要求，提升多种先进技术的应用效力，提升机器人焊接技术应用的质量，降低机器人焊接的难度以及焊接作业流程的危险性，推动我国焊接工艺技术的全面发展。
四、结束语
综上所述，随着我国工业改革进程的全面推进，对机器人焊接技术也提出了更加智能化和自动化的要求，而在本文之中所提出的多种技术与理念也仅仅是未来行业发展的冰山一角，智能制造技术与机器人焊接技术的集成与应用还有着更加广阔的空间。这也就要求了相应的技术人员能够加大科研力度，从全局的角度出发，提升多种先进技术的应用效力，进而使我国机器人焊接工艺得到全面的发展与进步。
参考文献：
[1]孙辉. 海洋工程制造中的关键焊接技术与应用研究[J]. 科技资讯，2017，15（32）.
[2]王黎冬. 智能电网新技术的应用与发展[J]. 现代国企研究，2016，0（18）.
[3]佚名. 管技术的进展与前景——应用与制造[J]. Nippon Steel Technical Report，1997，（72）：1-6.
[4]柯学. 智能制造与机器人应用关键技术与发展趋势概论[J]. 科学与信息化，2018，（32）：51.
论文作者:沈爱国
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/25
标签：机器人论文; 作业论文; 系统论文; 焊接技术论文; 工件论文; 流程论文; 多种论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;