机器人焊接过程中的质量控制要素分析

机器人焊接过程中的质量控制要素分析

于国梁

山东金城建设有限公司 山东 淄博 255000

摘要：目前我国的先进科学技术水平正在不断发展，以机器人为代表的高科技装备和技术正在越来越多地代替人工，成为了工业制造领域未来发展的一个主要趋势。在这种大的发展环境下，焊接技术也正在由传统的人工作业向着机器人焊接转变。据相关数据表明，焊接机器人已经成为了工业机器人最为重要的组成部分之一，其数量占据了工业机器人的1/3左右，为我国工业经济发展注入了新的动力。但由于焊接机器人作业过程中的影响因素较多，因此，只有做好对焊接工艺中关键点的控制，才能够确保焊接质量。

关键词：机器人；焊接过程；质量控制；要素

引言

随着工业自动化的不断发展，焊接机器人在焊接技术应用中扮演着越来越重要的角色。焊接机器人能够在其既定程序的操纵下制作高质量元件，减少技术工人的工作量，相较于人力焊接有一定优势，本文旨在探析焊接机器人在焊接技术应用中的关键技术。要实现高效、稳定和精确的焊接过程，关键技术的研究和应用至关重要。因此，探析焊接机器人的焊接关键技术很有价值。

1焊接机器人应用现状

焊接机器人是一种自动化设备，在工业、制造业生产中应用广泛，随着汽车制造业对焊接精度和速度等指标的要求越来越高，焊接机器人在汽车制造业应用也越来越广泛。它具有高效、精确、稳定的特点，能够提高焊接质量和生产效率。当前，焊接机器人在焊接技术应用中的关键技术主要包括运动控制技术、感知技术、控制技术、安全技术。

首先，焊接机器人的运动控制技术的应用。焊接机器人需要准确地控制焊枪的位置和姿态，以实现精确的焊接操作。运动控制技术包括轨迹规划、路径规划和运动控制算法等方面。通过合理的轨迹规划和路径规划，可以使机器人在焊接过程中避免碰撞和干涉，提高工作效率和安全性；其次，感知技术的应用。焊接过程中，机器人需要对焊接工件进行实时感知和检测，以保证焊接质量。感知技术包括视觉传感器、力传感器和温度传感器等方面。通过视觉传感器可以实时获取焊接工件的形状和位置信息，力传感器可以检测焊接过程中的力度和压力，温度传感器可以监测焊接过程中的温度变化。这些感知技术的应用可以提高焊接的精度和稳定性；第三，控制系统的应用。焊接机器人的控制系统需要实现对机器人的运动控制、感知控制和参数调节等功能。控制系统需要具备高性能的实时性和稳定性，以保证焊接过程的精确性和稳定性；最后，安全技术的应用。焊接过程中存在高温、高压和有害气体等安全隐患，因此需要采取相应的安全措施。安全技术包括防护装置、安全传感器和紧急停机系统等方面。通过合理的安全技术应用，可以保障焊接过程中的人员安全和设备安全。

2机器人焊接过程中的质量控制要素分析

2.1精准度控制

对于焊接机器人操作的精准度控制，应通过对机器人的结构设计、反馈控制、路径规划以及工件固定等方式来实现。具体来看，焊接机器人的结构设计直接影响其精度和可靠性。采用先进的工程设计原则，能够确保机械结构的稳定性和刚性，以应对高强度的工作负载，从而保持焊接的准确度。而采用算法及时调整机器人的姿态和位置，并通过传感器来反馈实时位置信息，能够实现对焊接质量的精准控制，但这是一个持续的过程，需要机器人不断监测和调整其动作以确保焊接的精准度。通过精细的路径规划，机器人可以准确地沿着预定的路径进行焊接。这也需要考虑到工件的形状、大小和焊接要求等因素。

2.2设定加工程序

为了在最大程度上保障机器人的焊接质量，技术人员应按照科学、合理的流程对机器人的运动路线进行规划，从而确保机器人能够平稳、安全运行，进而达到控制焊接质量的目的。由于加工程序的设定是一个相对复杂的过程，可能涉及多个迭代和调整。同时，操作人员的技能和经验也对程序的设定和调试有重要影响。因此，在进行加工程序设定时，应严格按照机器人使用标准手册和编程指南，并配备经验丰富的操作人员进行操作。

2.3程序运行

确保程序运行的前提是对程序的编写科学、合理。通过程序运行可以查找到编程过程中存在的错误，并及时进行修补，从而提升机器人焊接的质量。程序运行常用的方式有自动模式、手动模式和维修模式三种，一般情况下选用的是自动模式。需要注意的是，在程序运行之前，还需要对机器人进行空运来对程序进行检验，重点检查机器人焊接的送丝、送气等是否符合焊接标准，从而有效保证焊接的质量。

3焊接机器人在焊接技术应用中的关键技术

3.1仿真模拟技术

仿真模拟技术是焊接机器人在焊接技术应用中的关键技术之一。它通过建立焊接过程的虚拟模型，模拟和分析焊接过程中的各种因素和参数，以提前预测和评估焊接结果。这种技术的应用可以大大减少实际试验的成本和时间，提高焊接过程的效率和质量。

3.2遥控焊接技术

遥控焊接技术是一种利用遥控设备对焊接机器人进行远程控制的技术。它可以实现对焊接机器人的远程操作和监控，为焊接作业提供更大的灵活性和便利性。遥控焊接技术主要包括以下几个方面：

一是遥控设备。遥控焊接技术需要使用特定的遥控设备，如遥控器、操纵杆等。这些设备可以通过无线通信或有线连接与焊接机器人进行通信，实现对机器人的远程控制；二是控制系统。遥控焊接技术需要配备相应的控制系统，用于接收遥控设备发送的指令，并将指令转化为机器人的动作。控制系统通常由硬件和软件组成，可以实现对机器人的运动、焊接参数等的控制；三是实时监控。遥控焊接技术可以实现对焊接过程的实时监控。通过遥控设备，操作人员可以观察焊接区域的图像或视频，了解焊接过程的实时情况，及时调整焊接参数和操作方式。

3.3机器视觉技术

机器视觉技术是焊接机器人应用中的关键技术之一。它利用摄像头或传感器等设备，通过采集、处理和分析图像信息，实现对焊接过程的监控和控制。机器视觉技术在焊接领域的应用主要包括焊缝检测、焊缝跟踪和焊缝形状分析等方面。

4焊接机器人的发展趋势

4.1基于运动仿真实现越障焊接

目前焊接机器人在实际的生产过程中，在面对复杂结构的管道焊接时，或者焊缝形状为相贯线等复杂形状，激光发射器有时会在焊件处打出2个甚至多个拐点，对机器视觉功能的使用产生了影响，因此会发生碰撞。在焊接过程中，焊件的整体轮廓并未在机器人的控制系统中体现，并且多维运动学设计仍不完善，会发生枪头碰撞工件等问题，而碰撞会使原有程序定位点不准确，影响后续焊接。应在离线编程时引入焊枪、焊件的轮廓，为越障焊接提供参考。

4.2扩大应用场景与功能

随着远程遥控技术的不断发展，人机交互技术应用于焊接机器人，能够在各种复杂的环境中正常工作，如在高风速下进行焊接作业等;机器人也可以配置行走装置，能够实现焊接、自动化管道焊缝检测、喷涂等作业。

4.3引入新的传感器与原理

现有的基于多空间坐标系之间的转换所实现的焊缝追踪的发展已经相对成熟，但是其算法仍较复杂。因此，通过引用其他领域的传感器以及算法优化焊缝追踪检测技术，有着广阔的发展前景。同时，现有原理的融合也是提高机器人检测效率与准确率的研究思路。

结束语

综上所述，在现代工业生产中，焊接机器人的广泛应用不仅大大提高了生产的效率，也降低了人工生产的成本。对于机器人焊接来讲，质量控制是重中之重，因此，通过对机器人焊接工艺关键控制点以及焊接操作关键点等工序进行深入研究，并制定出科学合理的焊接流程，有助于确保焊接质量，进而提升企业的综合竞争力。

参考文献

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