深入解读焊接机器人发展趋势

焊接机器人现已广泛应用于汽车底盘、座架、导轨、消音器和液力变矩器的焊接，尤其是在汽车底盘的焊接生产中得到广泛应用。
点焊机器人的应用可以提高焊接质量，因此人们甚至试图用它来代替一些电弧焊操作。短距离内的运动时间也大大缩短。国内汽车厂商生产的后轮轴、副车架、摇臂、悬架、减震器等汽车底盘零部件，大多是以MIG焊接技术为主的应力安全件。主要部件冲压焊接而成，平均厚度1.5 ~ 4 mm，焊接以搭接和角接形式为主，焊接质量要求高，其质量直接影响汽车的安全性能。机器人焊接后，焊接件的外观和内在质量大大提高，保证了质量的稳定性，降低了劳动强度，改善了工作环境。
焊接机器人技术主要内容包括国家机器人和焊接生产设备管理两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制信息系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分重要组成。对于人工智能发展机器人企业还应有传感网络系统，如激光或摄像传感器数据及其内部控制装置等。
焊接机器人发展趋势
目前，国际机器人界正加大科研力度，开展机器人通用技术研究。从机器人技术的发展趋势来看，焊接机器人与其他工业机器人一样，正朝着智能化、多样化的方向发展。具体而言，它表现在以下几个方面:
1)机器人机械手的结构:利用有限元分析、模态分析、仿真设计等现代设计方法，实现机器人机械手的优化设计。探索新的高强度轻质材料，进一步提高载重重量比。比如以德国库卡为代表的机器人公司，将机器人的平行平行四边形结构改为开链结构，通过轻质铝合金材料的应用，扩大了机器人的工作范围，大大提高了机器人的性能。此外，先进的RV减速器和交流伺服电机使机器人机械手几乎成为免维护系统。该机制正朝着模块化和重组的方向发展。比如关节模块中的伺服电机、减速器、检测系统集成为一体；整个机器人由关节模块和连杆模块重组构成；模块化装配机器人产品已在国外上市。机器人的结构更加灵巧，控制系统越来越小，两者向一体化发展。利用并联机构和机器人技术，实现了高精度的测量和加工，是机器人技术向数控技术的拓展，为未来机器人与数控技术的融合奠定了基础。意大利的柯马公司、日本的FANUC公司和其他公司已经开发了这种产品。
2)机器人控制系统: 重点研究开放式、模块化的控制系统。随着基于 PC 的开放式控制技术的发展，控制器易于标准化和网络化，随着设备集成度的提高，控制柜日趋小型化和模块化，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维护性。控制系统已从6轴机器人发展到21轴机器人甚至27轴机器人，并实现了软件伺服和全数字控制。人机界面更加友好，语言、图形编程界面正在开发中。机器人控制器和基于 PC 的网络控制器的标准化和网络化已成为研究热点。编程技术除了进一步提高了在线编程的可操作性外，离线编程也将成为研究的重点，在一些领域的离线编程已经变得切实可行。
3）机器人传感信息技术： 机器人中的传感器主要作用影响日益发展重要，除采用中国传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人企业还应用了激光传感器、视觉传感器和力传感器，并实现了焊缝自动跟踪和自动化产品生产水平线上物体的自动定位方法以及一些精密装配作业等，大大提高了我国机器人的作业安全性能和对环境的适应性。 遥控机器人则采用计算机视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合教育技术来进行社会环境数据建模及决策管理控制。为进一步得到提高服务机器人的智能和适应性，多种生物传感器的使用是其问题需要解决的关键。其研究一个热点在于能够有效合理可行的多传感器网络融合算法，特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。另一方面问题我们就是传感设备系统的实用化。
4)网络通信功能: 日本安川公司和德国 KUKA 公司的最新机器人控制器实现了与 Canbus、 Profibus 总线等网络的连接，使机器人从过去的独立应用向网络应用迈进了一大步，也使机器人从过去的专用设备向标准化设备发展。
5)机器人远程控制和监测技术，在核辐射、深水、有毒焊接等高风险环境中，需要一个远程控制的机器人代替人工工作。现代遥控机器人系统发展的特点并非追求自治系统，而是致力于操作者与机器人之间的人机交互控制，即遥控和本地自治系统构成一个完整的监控和遥控操作系统，使智能机器人走出实验室，进入实际应用阶段。这种系统最著名的例子是在火星上发射的美国旅居者机器人。多机器人与操作者之间的协调控制可以通过网络在较大范围内建立机器人的远程控制系统，并在时延条件下建立远程控制的预显示。
6)虚拟机器人技术:虚拟现实技术在机器人中的作用已经从模拟和预演发展到过程控制，比如让远程机器人操作者在远程工作环境中感受到对机器人的控制。基于多传感器、多媒体、虚拟现实和临场感技术，实现了机器人的虚拟遥操作和人机交互。
7）机器人进行性能价格比： 机器人性能研究不断努力提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格水平不断出现下降。由于我国微电子科学技术的快速经济发展和大规模数据集成电路的应用，使机器人通过系统的可靠性有了很大程度提高。过去机器人操作系统的可靠性MTBF一般为几千小时，而现在已达到5万小时，可以得到满足我们任何一个场合的需求。
8)多智能体控制技术: 这是机器人研究的一个新领域。本文主要研究了多智能体的群体结构、通信与协商机制、感知与学习方法、建模与规划、群体行为控制等问题。

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