- 上一篇：高强钢的焊接研究现状概况
- 下一篇：机器人系统集成研究现状综述
1 螺柱焊原理及分类应用
螺柱焊技术作为一种新型的焊接方法其产生于20世纪上半叶[16]。螺柱焊是将螺柱（柱状金属）置于不同的焊接热源条件下，通过加热使螺柱和焊接母材（包括平面、简体等各种型体的局部表面）接触面的一定工艺范围达到合适的熔融状态，并形成金属熔池，螺柱由于受外力作用侵入熔池中，通过冷却将逐渐形成完整的焊缝。螺柱焊因为仅仅需要焊接热源所以能够适用于各种能提供热源的焊接方法，典型的螺柱焊接方法有电阻焊、电弧焊、摩擦焊等[17]。螺柱焊因为其生产效率高、焊接质量优异、可靠性高等特点，已经被广泛的应用于汽车、建筑、造船、桥梁、化工、航天、等行业[18]。国外基本已经大规模的采用机器人螺柱焊接，逐步的淘汰了手工螺柱焊，其生产效率也得到了飞跃般的提升，最高可达300％。目前螺柱焊应用最多的是汽车、建筑及制造行业，超过了总应用的60％。87770
2 螺柱焊接技术的发展趋势
近年来螺柱焊接在工业发展上起着越来越重要的作用，而随着螺柱焊电源的进步与发展螺柱焊接技术也在短短数年内随之飞速进步，电子电力技术以及微电子技术和微机控制技术领域的技术突破也造就了螺柱焊机的进步。国内研发的超能电容器是一种新型双电层结构储能单元，在带有蓄电池的很多特性的同时其本质却还是一种电容器，并且技术也随之不断发展而趋于成熟[19]。一般的电容器的基本单位是以微法计算，而超级电容器的单位是法拉，实现了飞跃般的储电能力的提升。超级电容器的研发使电容储能电源在大直径螺柱焊机上的应用成为可能，这具有这重要的意义。甚至会带来螺柱焊机制造设计的变化，将完全改变螺柱焊电源的设计理念。超级电容器在螺柱焊电源上的应用才是起步阶段，虽然没有具体的试验资料和实验模型，但其依然为研发新型的大型螺柱焊电源提供了理论可能。
近年来在全世界范围内计算机技术、电力智能化技术、机械制造技术、自动化技术都相应的得到飞速发展，已经在各个行业中发挥着重要的作用。有了这些新型技术的支持，螺柱焊设备也开始不断地向着自动化、数字化和智能化的方向发展。例如：新型的IGBT逆变式焊接电源凭借其性能的优异已经将晶闸管逐渐替换，而且采用微处理器和液晶显示屏最为最新的控制系统，全新的设计工艺导致了焊接设备的控制电路系统也随之得到了飞速发展。微控制器也逐渐成为了控制部分的核心，变得更加的智能化、简洁化使操作变得更加简单。同时为了优化焊枪的机械结构，焊枪的执行机构也用伺服电机取代了弹簧机构，这样做的目的主要是为了能更好的控制焊接时间，更加准确的控制焊接时间使得整体的焊接质量得到了大幅度提升。总之，螺柱焊接技术为了高效化、自动化、节能化、数字化、和健康化方向发展，正在融合所有能够利用的现有资源，这也导致了螺柱焊接技术在短短数年内得到了飞速发展。
3 机器人自动化技术、数字控制技术等在螺柱焊中的应用
机器人自动化：传统的手工焊接方法因为其效率的低下人工成本费用的提高已经越来越难以满足现代工业生产的要求，从而逐渐的被企业生产所淘汰。而机器人的出现以其柔性焊接技术的特点恰当的解决了上述问题，正在螺柱焊接行业掀起一场技术[20]。
沈阳新松公司研究的仪表板自动螺柱焊机器人工作站如图1-3所示。机器人工作站由以下几个部分组成：焊接机器人系统一套、机器人抓具三套、振动料斗三套、螺柱焊枪三套、工件上下料夹具一套及系统安全与防护房、触摸屏操作台和PLC控制系统等[21]。