焊接机器人技术研究现状及应用

焊接机器人技术研究现状及应用

陈焕琛

徐州徐工筑路机械有限公司 江苏省徐州市 221000

摘要：本文探讨了焊接机器人技术的研究现状及其在工业生产中的应用，分为三个部分：意义、问题和措施。首先，焊接机器人技术在提高生产效率、提升焊接质量、降低劳动强度和节约生产成本等方面具有重要意义。其次，焊接机器人技术面临技术复杂性、高初始成本、技术人才短缺、焊接材料和工艺适应性不足以及智能化水平低等问题。最后，提出了加强技术研发、降低成本、培养专业人才、提升智能化水平和推广应用示范等措施，以推动焊接机器人技术的发展和应用。通过这些措施，焊接机器人技术将在未来制造业中发挥更加重要的作用，推动行业迈向智能化和自动化的新时代。

关键词：焊接机器人技术、生产效率、技术研发、智能化水平

引言：

随着现代工业的发展，焊接作为制造业中不可或缺的重要工艺，广泛应用于汽车制造、航空航天、造船和建筑等领域。传统的手工焊接不仅劳动强度大、工作环境恶劣，而且容易受到人为因素的影响，导致焊接质量不稳定。为了提高焊接质量和生产效率，焊接机器人技术应运而生，逐渐成为工业自动化的重要组成部分。焊接机器人不仅能够实现高精度、高效率的焊接操作，还能在复杂工艺和高危险环境中代替人工操作，极大地提升了生产的安全性和可靠性。本文将系统探讨焊接机器人技术的研究现状及其在工业中的应用，从意义、问题和措施三个方面进行详细分析，为未来焊接机器人技术的发展提供参考和借鉴。

一、焊接机器人技术的意义

（一）提高生产效率

自动化焊接设备具备实现高效率的自动化焊接过程，与传统手工焊接方法对比，显著缩短了生产时长。如此高效自动化焊接过程来自于自动化焊接设备精密的操作机制和精确的位置控制技能，精密融合自动化平台借助预定指令和微调，拥有机能实施持续不断任务链，减少了人工劳动强度和干扰，从而大幅提升了生产效能。另外，智能焊接设备还能完成持续运作，不需人工操控的束缚，显著提升生产效率。运用实施智能焊接系统，公司可以明显地应对大批量生产要求，尤其在汽车工业、造船业、航空与航天领域等要求高效制造的行业内，焊接机器人已成为必要必需的不可缺少核心设备，其卓越的焊接技术这导致提升了制造速度，同时确保了焊接品质的统一，降低了操作失误引起的风险。在此同时，精细焊接自动化机械臂拥有在严苛环境下完成任务的能力，大幅减轻工作人员的劳动强度，增强作业区域的安全性。

（二）提高焊接质量

极高精度自动化焊接设备拥有卓越的精度调控功能，稳定完成高质量焊接作业的可靠性，大幅降低人工参与对焊接品质的干扰。采用尖端控制系统，自动焊接机械臂具备能力依据预定路径及参数设置执行高精度焊接作业，这确保了确保焊接接缝的整洁度和焊接成果的稳定性和可靠性，运用综合感知工具和监控设备，自动化焊接装置可以同步监视焊接作业众多指标，如电流强度、电势、焊接速率和焊接缝温度等。不断地发现信息波动预定参数，控制机制即刻实施修正，保持焊接作业最优条件，高精度焊接机械臂也能够采用图像识别技术执行焊接路径跟踪和瑕疵检测，即时调整焊接误差，预防焊接对位误差和焊接瑕疵，具备即时监管与自我优化功能。这使得使自动焊接设备能够复杂焊接作业在过程中展现卓越性能，保障制品质量恒定性及安全性能。

二、焊接机器人技术面临的问题

（一）技术复杂性

精密融合自动化技术融合了机械设计、控制系统、传感器技术、材料学等多个学科领域，技术壁垒高。面对复杂的焊接作业情境，如何确保焊接质量的稳定性与生产效率的提升，依然构成难题，最初阶段，高精度焊接机器人需要具备精细的结构，以保障在苛刻条件下的稳定运行。此外还应该具备灵活性适应多种焊接姿态和角度调整，重新设计，焊接自动化系统必须拥有智能化特性，具备功能依据各类焊接物料与标准，智能调整焊接参数，达到高效焊接结果。感应技术手段于焊接机械中担当不可或缺的地位，利用监控设备即时跟踪焊接操作各种温度值、各类压力读数焊接缝隙位置多个关键数据点，有助于迅速识别实施校正在焊接环节中出现的的异常状况。

（二）高初始成本

焊接机器人系统的采购、安装和调试需要较高的起始资金投入费用，总体开支涵盖设备购置成本、基础设施升级开支和专业技术培训成本，针对中小型企业而言，这些公司应用与实施自动化焊接技术关键的限制因素，主要还是起始资金较多。相对于大型公司而言，中小企业的资金较为有限，遭遇昂贵的投资成本及不明确且不清晰的回报投资，常常选择保持当前的手工焊接技术即便如此可能导致效率降低和品质问题。精密智能设备保养维修同样需要适度投资，精密装置和尖端管控体系必须时常实施检测、保养和改进，以保障优良性能和延长使用期限，这类修理任务对端设备的需求离不开专业技能技术专家，还需要获取专门备件与原料，因此提高了企业运营开销，针对财务吃紧的公司而言，不断上升的保养成本频繁引发巨大的经济负担。

三、焊接机器人技术的发展措施

（一）加强技术研发

  加大对焊接机器人技术的研发投入，不仅可以推动机械工程与计算机科学等多学科的交叉融合，还能显著提升技术创新能力。例如，通过产学研合作，研发出一款具有高精度、高稳定性的焊接机器人系统，能够在航空航天领域中完成复杂的铝合金焊接任务，如飞机结构件的装配焊接。同时，开展针对新型材料和先进工艺的研究，进一步提升焊接机器人在不同材料和环境条件下的适应性和效率，为工业生产提供可靠的技术支持。

（二）降低成本

优化焊接机器人系统的设计和制造工艺，是降低生产成本和初始投资的关键举措。通过引入先进的仿真和优化技术，不仅可以提升系统的效率和稳定性，还能有效减少制造过程中的资源消耗和废品率。例如，采用先进的CAD/CAM软件进行系统设计，结合先进的3D打印技术制造关键部件，能够显著缩短生产周期并降低制造成本。同时，通过规模化生产和技术进步，逐步优化生产流程和零部件供应链，进一步降低焊接机器人的价格，使其更具经济性和竞争力。针对中小企业，政府可以提供融资支持和税收优惠政策，帮助其引入先进的焊接机器人技术。这种支持措施不仅能够帮助企业降低投资门槛，还能促进其技术创新和市场竞争力的提升，为行业发展注入新动力。

（三）培养专业人才

   加强焊接机器人技术人才的培养，需要建立一个健全的教育培训体系，涵盖从高校到职业学校再到企业内部的多层次培训网络。通过高校与企业的紧密合作，可以开设针对焊接机器人技术的专业课程，培养具备理论基础和实际操作能力的专业人才。例如，某大学与一家知名机器人制造企业合作，设立焊接机器人工程专业，学生在学习理论知识的同时，还能参与企业实际项目，获得实践经验和技术指导。职业学校则可以开设针对焊接机器人操作和维护的技能培训课程，针对不同技术水平的学生提供定制化的培训方案。

总结：焊接机器人技术在现代工业生产中具有重要意义，通过提高生产效率、提升焊接质量、降低劳动强度和节约生产成本，极大地推动了制造业的发展。然而，焊接机器人技术在推广应用过程中仍面临技术复杂性、高初始成本、技术人才短缺、焊接材料和工艺适应性不足以及智能化水平低等问题。为解决这些问题，需要加强技术研发、降低成本、培养专业人才、提升智能化水平和推广应用示范等措施。通过这些综合性的措施，可以有效推动焊接机器人技术的发展和应用，进一步提高生产效率和焊接质量，降低生产成本，实现制造业的智能化和自动化转型，推动行业迈向新的高度。未来，焊接机器人将成为制造业中不可或缺的重要工具，助力工业的持续进步和创新。

参考文献：

[1]胡海莲.焊接机器人技术研究现状及应用[J].山东工业技术, 2018(7):1.DOI:CNKI:SUN:SDGJ.0.2018-07-028.

[2]陈善本,吴林.我国机器人焊接技术研究与应用概况(上)[J].焊接, 1997.DOI:CNKI:SUN:HAJA.0.1997-11-000.