焊接机器人研究现状及其发展趋势(2)

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（4）在焊接机器人系统中，弧焊电源的电器性能的优劣直接影响着焊接机器人使用性能的好坏。目前，弧焊机器人一般采用熔化极气体保护焊或非熔化极气体保护焊方法，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。近年随着弧焊逆变器技术的成熟与发展，机器人的专用电源大多为应用了单片机控制的晶体管式逆变器，并配备了精密的波形控制和模糊控制技术，工作频率为20~50kHz，最高达到200kHz，焊接系统的动态特性非常优秀，这非常适应于机器人的自动化与智能化焊接。除了专用的逆变电源，还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，使得焊缝质量良好、表面美观。弧焊电源的发展趋势是数字化，其具有稳定的焊接参数，受外部因素影响很小，焊接质量稳定性良好。

（5）在对机器人的设计、研发和试验的过程中，需要对其力学及动力学性能进行分析，并且需要规划机器人的运动轨迹，但由于机器人是多自由度的两岸空间结构，力学和动力学问题很是复杂，因此，计算难度和计算量都很大。随着三维CAD软件的发展，可以通过对机械手的仿真模型，即可在CAD软件中完成对机器人的动力学和运动学的分析计算，并可以检测干涉等问题。通过该种方法可以有效的解决机器人研发过程中遇到的问题，节约了成本，缩短了设计周期。

（6）弧焊机器人中，主要采用的焊接方法是气体保护焊。最主要的是熔化极气体保护焊，其他还有等离子焊、激光焊、双丝气体保护焊等焊接方法。

（7）遥控焊接是指人在远处安全地点通过网络设备、控制系统对焊接过程进行操控，以完成指定的任务。这可以使操作人员原理危险的环境，比如辐射、有毒等高危险性的工作环境。目前，美、欧、日等国家已经对远程遥控勘界技术进行了深入的研究，我国国内部分大学也在进行相关的研究试验[9]。

3 焊接机器人的发展趋势

（1）多传感器信息智能融合技术。近几年来，传感器在机器人系统上的应用越来越多，然而单一传感器的信息不足以使机器人适应复杂环境下的工作，因此多传感器的应用应运而生，它可以让机器人辨识更复杂的环境信息，通过将得到的信息传入专家系统，根据自身的机能生成相应的工作程序来完成复杂环境下的工作。

（2）虚拟现实技术。虚拟现实技术可以对现实事件进行空间、时间上的分解并重新组合成机器人可以理解的代码。该技术通过多媒体、传感器、模拟现实等技术，可以实现人机的交互，并且可以做到虚拟遥控机器人。

（3）多智能焊接机器人系统。多智能焊接机器人系统以单体机器人的智能为基础，通过多各机器人的配合，可以共同完成相互关联的任务。该系统从物理和功能上逻辑的划分出一个个具有一定独立完成任务的多个智能机器人，它们可以相互配合、信息交流，以共同完成整体任务。

（4）智能化控制技术。智能化技术综合应用了模糊化计算方法和神经网络控制系统。既可以保证控制的可靠性，又可以获得比较精确的结果，而且在离线状态下不会因参数的改变而产生问题。着弥补了单独试用某种技术的缺陷，并可以发挥综合作用[10]。

4 焊接机器人国内外应用现状

我国焊接机器人应用的还不够广泛,而且主要应用于摩托车、汽车、火车、工程机械等几个主要行业。而且应用的焊接机器人,大都来自国外的焊接机器人公司[11]。目前，比较著名的焊接机器人公司有日本的Motoman,Yaskwa, FANUC,美国的Adept Technology，瑞典的ABB，意大利的COMAU ，德国的KUKA等公司。我国使用的机器人多来自美国、欧洲和日本。日产焊接机器人主要由川崎、松下、OTC、不二越、FANUC、安川等公司生产。欧产焊接机器人主要由德国的CL005,KUKA, 瑞典的ABB及奥地利的IGM公司生产。