张敬涛
中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000
摘要：近几年，我国的科技技术取得了较好发展，工程机械行业中也逐渐向智能化、科技化、自动化的方向发展。焊接技术在结构件生产的过程中属于一种基础工艺，焊接技术随着科技的不断发展，已由最初的手工焊接、半自动焊接发展至现在的机器人焊接，工艺日渐成熟。焊机机器人的应用，极大的提升了工程的生产效率，为焊接工人提供了良好的工作环境，有效提升了焊接生产的水平和质量。
关键词:机器人焊接；焊接的技术；焊接的安全；智能化
引言
进入21世纪以来，随着我国经济的迅速发展，人们的生活质量不断提高，但我国人口老龄化现象非常严重。随着焊接环境的恶劣和焊工逐年减少的趋势，我国经济发展加快，焊接产量逐年增加，表明焊接工作量正在逐渐增加。为了解决这种问题，焊接机器人在工厂逐渐出现。但是，如果将焊接机器人和焊工进行比较，焊接机器人的工作方式是单一的，而焊工则可以根据自己的经验，按照预想的方式对焊接物进行加工和改造，达到预期的效果。但是与焊工相比，焊接机器人不仅可以大大提高工作效率，还可以改善焊接技术人员的工作环境。焊接机器人目前在我国具有非常重要的地位，对我国的经济变化起着非常重要的作用。
1焊接机器人的应用现状
焊机机器人的使用本身便具有极强的综合性，工作人员在对其中核心技术的应用历程加以分析的时候就能够明确了解到这种新型技术所具有的深刻内涵，并依据这些数据信息对原有的焊接机器人技术进行各个方面的革新，研发人员应该积极利用自己工作之余时间研究相关技术，这样能够从根本上保证我国生产制造行业在国家环境中具备更大的竞争优势。我国在上个世纪八十年代的时候就已经开始积极研究焊接领域的先进技术，随着科学技术使用频率的增大和应用范围的增多，我国的焊接技术得到了根本性的提升，这也为后续焊接机器人的诞生工作打下了坚实的基础。不仅提供了大量的理论知识支撑，还研究和记录了很多实践工作经验。在二十一世纪初期的时候我国便已经能够依靠自身的力量制作出千余台焊接机器人，我国也借此机会掌握了更多的科技成果。目前为止，我国机械制造业使用的机器人数量呈现出逐年增长的良好势头，中国也有能力凭借自身的技术创造出更多先进机器人。同时，随着生产技术应用频率的提升以及技术手段的显著提升，制造机器人所需要的成本资金额度也更为经济低廉，让机器人的生产规模进一步扩大，这种新型技术也有更多机会应用到各行各业中。
2焊接机器人应用过程中的核心技术
2.1远程遥控焊接、离线编程、路径规划技术
随着经济和技术的双重发展，焊接技术的工作范围正在迅速发展到深海、宇宙、高温、极端等领域。在保证焊接质量的前提下，最大限度地提高人们的活动舒适度，降低焊接工作的危险性。目前，焊接领域的发展严格控制焊接技术的形成，并在一定程度上有效地解决远程操作中焊接的局限性。现在遥控焊接技术都是人机交互。也就是说，焊工操作焊接机器人，远程完成焊接工作。由于缺乏技术研究，目前几乎没有出现全自动遥控机器人研究组。但是遥控器自动化焊接正在持续改善，遥控焊接自动化的发展方向是全自动化遥控焊接。例如，20世纪70年代加拿大一家核电站发生严重核泄漏事故，在该事故中成功地使用遥控焊接技术，远程操纵核泄漏的位置。由于各方面的技术支持，遥控焊接技术越来越优秀、稳定，焊接技术领域也在不断增长。
2.2机器人焊接中的传感技术
传感技术在机器人智能化焊接中发挥着重要的作用，目前，视觉传感、声音传感、电弧传感、光谱传感及温度场传感等传感手段正被用于焊接过程实时监控中，在这些传感器中，电弧声音传感器利用焊接电弧的能量变化，可以灵敏地感知熔池状态和焊接质量变化，常用于监控电弧变化、预测熔滴过渡类型等。由于电弧传感器采集到的焊接电流与电压电弧信号直接影响着焊缝成形质量，因此这些电信号普遍用于预测焊接熔透，分析焊接陷等；此外，机器人TIG焊中电弧电压与弧长的对应关系，可用于实时焊缝跟踪控制。温度传感器可以直接获取焊接过程中的温度分布状态，获取的熔池信息不易受弧光影响，在熔透状态预测、接质量监控等方面都具有较大的应用前景。
电弧光谱具有信息丰富、与电弧不接触的优良特性，是焊缝缺陷分析最具前景的新方法。
2.3仿真模拟技术
通过对焊接机器人的运用，工作人员在使用先进技术的过程中还要应该积极运用焊枪轨迹模拟手段在一定程度上寻找到精确地焊接初始点。通过这种技术的使用，让机器人在工作的时候能够具有更高的智能化，让机器人能够更加精准识别焊缝和障碍物。这样，焊接工作在推进的时候就能够具备更高的质量。这对于焊接工作而言是极为重要的技术突破核心要点，让各项工作在开展的时候具备更高的效率，让复杂性的工作能够有条不紊地进行下去，这对于焊接行业未来的发展也是极为重要的一项工作内容，让所有工作可以具备更高的质量。
2.4熔池监控技术
焊接池是焊工焊接时最直接的信息源，可以反映焊接过程中的重要信息。焊接熔池形状特征直接反映焊接工艺参数的优劣，并与焊接成型质量（如焊接宽度、熔体深度等）直接相关。因此，可以监测焊接过程中熔池的动态变化，实时调整焊接过程，抑制焊接缺陷，确保焊接质量。
3焊接机器人发展趋势
3.1对焊接机器人的控制系统进行优化
当前，大部分投入使用的焊机机器人其控制系统都是预先设计好的，通过电子计算机的终端对机器人的焊接工艺进行控制和操作。而预先设计好的操作控制系统无法进行远程操控或者是离线更改，如果控制系统出现异常情况，或者是系统本身出现bug，就会使整个生产系统出现瘫痪。因此，未来的焊接机器人的控制系统，主要是向智能化、模块化的方向发展，最终达到能够远程操控、离线编程的目的。
3.2虚拟现实、多传感器信息融合技术融合
所谓“虚拟现实技术”，主要是指利用计算机编程手段，将相应的数据资料制作成模拟现实环境，为焊接机器人操作提供科学的数据支持。当然，使用该技术可以为相关用户提供更现实的环境体验，最大限度地提高焊接产品的质量和使用效率。另外，工作人员必须在计算机设备上完成相应的机器人焊接工作，以提高整个焊接工作的实效性。“多传感器信息融合技术”是焊接机器人常用的技术手段，可以最大限度地满足企业生产发展需求，全面普及和发展焊接机器人技术。
3.3焊接机器人的网络通信功能
现阶段，大部分使用的焊接机器人都是单机工作的，缺少网络链接技术应用，机器人缺少网络控制的功能，因而只能是进行单一的、重复的工作。目前，网络通信技术的发展处于日新月异的状态，因此，实现焊接机器人的网络化，具有较大的发展前景，在焊接机器人中连接网络也能够实现远程操控的目的，具有十分重要的意义。
结束语
焊接机器人的应用将越来越普遍，但在目前的应用场景下，焊接机器人仍然存在一些问题。随着科学技术的进步和时代的发展，这些问题都将得到有效的解决。焊接机器人在未来制造业的地位将非常重要，大大提高了产品质量和产品生产效率。近年来，焊接机器人的焊接技术研究和应用取得了突破，例如模糊控制技术、智能控制、神经网络可视化、视觉控制技术等，给焊接机器人的编程系统带来了新的发展。如何将最新的科研成果应用于焊接机器人将成为未来焊接技术的主要方向。
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