PLC三自由度焊接机器人设计+CAD图纸+梯形图(4)
1.1.3焊接机器人技术的研究现状
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、
仿生学等多学科而形成的高新技术，典型的焊接机器人系统主要包括机械结构、
焊接设备、运动控制器、交流伺服电机、控制算法以及路径规划、示教以及配套
的变位机等方面，这些技术经过若干年的发展，已经比较成熟，能够达到工业应
用的要求。
(1)焊缝跟踪技术
焊缝跟踪技术的研究就是根据焊接条件的变化要求焊接机器人能够实时检测出焊缝的偏差，并调整焊接路径和焊接参数，保证焊接质量的可靠性。焊缝跟踪技术的研究以传感器技术与控制理论方法为主，其中传感技术的研究又以电弧传感器和光学传感器为主。电弧传感器是从焊接电弧自身直接提取焊缝位置偏差信号，实时性好，焊枪运动灵活，符合焊接过程低成本自动化的要求，适用于熔化极焊接场合。光学传感器的种类很多，主要包括红外、光电、激光、视觉、光谱和光纤式，光学传感器的研究又以视觉传感器为主，激光跟踪传感具有优越的性能，成为最有前途、发展最快的焊接传感器。
(2)离线编程与路径规划技术
离线编程系统是机器人编程语言的拓广，它利用计算机图形学的成果，建立起机器人及其工作环境的模型，利用一些规划算法，通过对图形的控制和操作，在不使用实际机器人的情况下进行轨迹规划，进而产生机器人程序。自动编程技术的核心是焊接任务、焊接参数、焊接路径和轨迹的规划技术。离线编程技术的理想目标是实现全自动编程，即只需输入工件的模型，离线编程系中的专家系统会自动制定相应的工艺过程，最终生成整个加工过程的机器人程序。
(3) 多机器人协调控制技术
多机器人系统是指为完成某一任务由若干个机器人通过合作与协调组合成一体的系统。它包含两方面的内容，即多机器人合作与多机器人协调。当给定多机器人系统某项任务时，首先面临的问题是如何组织多个机器人去完成任务，如何将总体任务分配给各个成员机器人，即机器人之间怎样进行有效地作。当以某种机制确定了各自任务与关系后，问题变为如何保持机器人间的运动协调一致，即多机器人协调。智能体技术是解决这一问题的最有力的工具，多智能体系统是研究在一定的网络环境中，各个分散的、相对独立的智能子系统之间通过合作，共同完成一个或多个控制作业任务的技术。多机器人焊接的协调控制是目前的一个研究热点问题。
(4)专用弧焊电源
焊接机器人一般采用熔化极气体保护焊（MIG 焊、MAG 焊、CO2焊）或非熔化极气体保护焊（TIG、等离子弧焊）方法，熔化极气体保护焊焊接电源主要使用晶闸管电源与逆变电源。近年来，弧焊逆变器的技术已趋于成熟，机器人用的专用弧焊逆变电源大多为单片微机控制的晶体管式弧焊逆变器，并配以精细的波形控制和模糊控制技术，工作频率在 20~50kHz，最高的可达 200kHz。还有一些特殊功能的电源，如适合铝及其铝合金 TIG 焊的方波交流电源、带有专家系统的焊接电源等。目前有一种采用模糊控制方法的焊接电源，可以更好保证焊缝熔宽和熔深的基本一致，不仅焊缝表面美观，而且还能减少焊接缺陷。弧焊电源不断向数字化方向发展，其特点是焊接参数稳定，受网路电压波动、温升、元器件老化等因素的影响很小，具有较高的重复性，焊接质量稳定、成型良好。