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摘要：伴随着国家经济规模的快速发展、人民生活水平的不断提升，同时由于我国社会老龄化不断加剧，一线焊接工人的数量呈现减少趋势。焊接机器人的出现有效解决了这种供需矛盾，并且可以使更多人把有限的工作时间投入到更具创造力的工作中去。焊接机器人的使用可以大幅提高焊接生产效率，改善操作人员的劳动条件，稳定和保证产品质量，易于实现产品的差异化生产，并能够推动相关产业的自动化升级改造。本文主要就工业机器人焊接工艺进行研究探讨。
关键词：工业机器人；焊接工艺
焊接质量的好坏和钢结构相关产品质量起着决定性的作用。传统的手工焊接已经无法满足现代化工业的生产需求，因此焊接自动化势在必行。通过对机器人智能焊接技术进行探讨，可促进和推动精密行业实现批量生产、质量管控、自动化控制，与工业智能化接轨，为建设工厂智能化提供坚实有力的依据。
1焊接机器人应用的意义
（1）稳定和提高焊接质量，保证焊缝均一性。采用机器人焊接时每条焊缝的焊接参数恒定，焊缝质量受人为因素影响较小，因此焊接质量比较稳定。（2）改善了工人的劳动条件.采用机器人焊接，焊工远离了焊接弧光、烟雾、飞溅和高温等，对于点焊来说焊工不再搬运笨重的手工焊钳，使焊工从高强度的体力劳动中解脱出来。（3）提高劳动生产率。焊接机器人一天可24h连续生产，另外随着高速焊、窄间隙焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高的更加明显。（4）产品周期明确，容易控制生产效率。机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。
2机器人智能焊接技术
2.1机器人专用弧焊电源技术
弧焊电源是机器人智能装备焊接设备的重要环节。弧焊电源应具备良好的电气性能，动特性，能够使机器人智能装备焊接的功能发展到最大限度。逆变弧焊电源系统已经发展成熟，该系统设计设备具体积小，质量轻，高效节能，控制灵活，动特性好。具备精细的波形控制技术，焊接工作频率宽广（20～200kHz），适用于机器人智能装备智能焊接。数字化控制是弧焊电源设计中的重要组成部分，具备稳定的焊接参数、电网电压波动小、元器件温升及老化影响小，重复精度高，焊缝成形好，质量稳定，可以采用DS快速响应，控制系统精确的给定控制指令，使电源输出稳定，输出的电流波形和电弧电压种类多，高速稳定调节适应于多种焊接电源要求。
2.2焊接机器人系统仿真技术
机械手的仿真技术，在机器人智能装备焊接设备的设计过程中使用机器人控制系统、Auto-CAD和计算机3D建模等图形设计软件，在计算机中以仿真动画形式呈现出来，然后对机械手手臂进行控制、运动正反解分析，在实际运行中环境中遇到的抗干扰和避让问题进行运动仿真模拟。设计模型通过ANSYS等分析软件在力学、光学、电磁学、流体学等环境中分析，达到最实用，最可靠的设计，通过这种方法可以很好地解决遇到的问题。
2.3多设备的协调控制技术
按照常规设计进行，机器人智能装备是一台机器人系统或工作站，包括焊接电源，机器人控制柜，焊接机器人本体及焊接夹具等。通常工人操作中只对焊接夹具及变位机、焊接机器人和弧焊电源集成，才能发挥其更好的作用。当焊接设备具有多个焊接机器人时，多套系统进行集成，如何做好多套机器人合作，使用多套设备协调控制技术。
2.4焊缝实时跟踪技术
机器人智能装备焊接设备使用焊缝实时跟踪技术，保证良好的焊接质量。焊缝的实时跟踪受设备、环境、温度、材料等诸多因素影响。焊接在不同的环境等诸多因素中进行时，焊接参数就要跟着变化，应力的变化，会使焊缝发生偏离，就会出现质量缺陷等严重情况发生。
焊缝质量实时检测，随时对焊接参数及路径进行调整，才能保证焊缝质量。要想实现焊缝实时跟踪技术，必须实现焊缝跟踪控制理论与方法和传感器技术。
（1）焊缝跟踪控制理论与方法。使用焊缝跟踪控制技术，常用的控制理论与方法有以下几种。①焊接过程中，在焊接轨迹方向上，焊枪相对工件按照每移动固定的距离，就完成一次调整，或者说，每移动固定的距离，控制器向传感系统发出一次位置指令，焊枪依据系统给定的相对位置进行移动，进行焊接作业。②在焊接过程中，以固定的时间间隔控制器向控制系统发送位置请求的指令，焊枪依据系统给定的相对位置进行移动，从而进行焊接作业。③焊接过程中，在焊接速度方向上，提前确定焊缝线路，传感器对焊缝前段（未开始焊接）进行跟踪，向控制系统发送位置请求指令，焊枪依据系统给定的相对位置进行移动，进行焊接作业。
（2）传感器技术。在智能装备焊接设备中长使用电弧传感器及光传感器，然而两种的原理各有不同。电弧传感器的原理是从焊弧中获得相应焊缝偏差信息的，不添加外设装置设备，使用方便，成本较低，实时性良好等优点。然而光传感器中多使用视觉识别，是传统的光传感器与图形识别及处理系统综合集成的现代先进生产技术，有效的提高了智能焊接装备的适应能力及产量和质量的提高。
①路径规划及编程仿真技术。利用计算机进行图形建模，依据现场设定焊接作业的工作环境，采用动画仿真模式进行焊接路径规划，通过机器人智能焊接装备设置对相应的规划路径信息进行分析，利用规划路径的算法进行科学的分析，结合仿真技术，得出详细的焊缝规划路径。设置焊接材料，焊丝数据，焊接任务等参数，通过计算算法分析得出焊接程序，机器人智能焊接装备焊接设备依据焊接程序对工件进行焊接作业，完成智能化焊接，保证焊接质量。自动编程仿真技术以焊接任务、焊接轨迹、焊接参数等为基础，针对于机器人智能焊接装备运用与研究有着重要的推动作用。自动编程技术在焊接的各个环节中能够独立完成相应的实施目的，具备高智能化、高效率、高精度等优良特点。
②遥控焊接技术。遥控焊接技术是指工作人员在离开现场，在安全的环境中对设备进行焊接或远程监视和控制，达到整个焊接完成的相关焊接工作。在一些特定场所不适合人员进入该现场进行操作，会危害人身安全的环境，如核电厂反应塔等设备维护，石油海上工作站，高温高压环境等都不适合焊接工作人员进入现场进行焊接作业，所以遥控焊接技术是完成相关工作的必然物。
3焊接机器人技术的发展趋势
3.1虚拟现实技术
虚拟现实技术是针对事件的现实性从空间层面和实践层面上分解后再次组合的技术。将多媒体技术以及虚拟现实技术等和焊接机器人技术进行有机结合，在焊接过程的模拟仿真中应用，而且利用计算机使工艺过程向数字化操作转换，之后科学指导焊接工作。在该过程中，不管是机械人的行走速度还是行走轨迹，都必须要利用计算机进行展示，便于及时调整机械手轨迹以及姿态，进而对生产系统性能做出科学的评价，以真正实现人机交互。
3.2多传感器信息智能融合技术
由于焊接机器人都是在非常复杂的工作环境进行作业，只是依赖传感器不能准确判断对附近环境的所有干扰，也不能真正满足现阶段迅速发展的工业化的实际需求。因此，就焊接机器人来说，必须要利用传感信息融合技术及时分析且搜集工作环境中的各项信息，这样有利于提升焊接系统的科学性和精准性。由此不难发现，对于机器人的行动以及信息获得而言，多传感器信息智能融合技术发挥着十分关键的作用，而且为促进焊接机器人稳定发展奠定坚实的基础。
结束语
焊接机器人在焊缝跟踪以及弧焊电源等多方面都进行深入的研究分析，而且不断创新相关的技术，这样能够发现今后的焊接机器人发展主要侧重于多传感智能信息融合等，而且在这些技术日益发展的背景下，焊接机器人必定可以发展得越来越好，在工业建设中发挥出至关重要的作用。
参考文献：
[1]赵杰.我国工业机器人发展现状与面临的挑战[J].航空制造技术，2017，408（12）：26-29