智能焊接机器人自动化应用的问题与解决

　　目前应用中的自动化焊接机器人仍然是“示教再现型”，其焊接路径和工艺参数是预先设置的，对作业条件的一致性要求非常严格，并且在焊接过程中缺少对外部信息传感反馈和实时调节的功能。然而，实际焊接过程中的环境和条件的变化是不可避免的，如焊接工件加工和装配误差造成接头位置、焊缝间隙和尺寸的分散性，示教轨迹与实际焊缝的差异、焊接过程中热变形、熔透及焊缝成形不稳定等因素都会引起焊接质量的波动，并导致焊接缺陷的产生。为了克服焊接过程中各种不确定性因素对精密焊接质量的影响，迫切需要采用信息反馈、智能控制等技术提高现行焊接机器人的适应性或智能化水平，使之能实现初始焊位识别与自主导引、实时焊缝纠偏与跟踪，焊接熔池动态特征信息获取、工艺参数自适应调节和焊缝成形的实时控制，即实现机器人焊接过程的自主智能控制，从而弥补焊接机器人在自动焊接方面的不足。

 

　　自动化焊接机器人
 

　　智能焊接机器人运用人工智能技术模拟实现焊工观察、判断与操作行为功能，研究基于视觉信息传感的焊接机器人对初始焊接位置识别与自主导引、焊缝跟踪、熔池动态过程及焊缝成形智能控制等关键技术，研制局部环境自主智能焊接机器人LAIWR(局部环境自主智能焊接机器人即LocalAutonomousIntelligentWeldingRobot)集成系统，并将该系统关键技术应用于航天装备重要结构件的焊接制造。为了实现对LAIWR系统诸多硬件组件和功能软件的化管理和协调控制，实现机器人系统的自主控制智能功能。
 

　　随着对机器人研究的不断深入和机器人领域的不断拓展，机器人仿真系统作为机器人设计和研究的安全可靠、灵活方便的工具，在本领域发挥着重要作用。《OPENGL在工业机器人动态仿真中的应用》一文结合6R(旋转关节)焊接机器人，对6R机器人仿真系统的开发进行了探讨。并给出了开发的仿真界面和系统图形交互的过程。实现多自由度、多关节机器人的动态仿真，达到考查研究多自由度、多关节机器人的目的。
 

　　其他的措施包括对自动焊接机器人外围结构进行改造、焊接工艺改造。在钢结构等现场施工中，结构件形状复杂，除常规的圆形、方形的工件外，还有间断不连续的、椭圆形的、外形渐变的工件以及厚壁、大型工件，要想限度解决现场的自动化焊接，充分发挥焊接机器人的现场施工利用率，提高焊接效率，难度是比较大的。通过总结“家具”、“养殖业产床”等的现场焊接案例和后续大量的焊接工程实践，研发了柔性轨道焊接机器人，可选用直导轨、圆导轨、柔性导轨实现各种复杂曲面的全位置焊接，设计出在线焊缝轨迹示教、在线全位置焊接参数控制、离线焊接参数设置等职能控制程序，并开发自主学习开放式专家系统，可以适应不规则焊缝的轨迹跟踪，实现多层多道焊及全位置焊的自动化焊接。