機器人焊接技術論文
機器人技術作為先進制造技術的典型代表和主要技術手段,實現(xiàn)文明生產(chǎn)等方面具有重大作用。下面是學習啦小編整理的機器人焊接技術論文,希望你能從中得到感悟!
機器人焊接技術論文篇一
淺談焊接機器人
概要:本文從國內(nèi)外工業(yè)機器人的發(fā)展,焊接機器人技術及現(xiàn)狀,及焊接機器人的發(fā)展及前景,焊接機器人在生產(chǎn)中應用的主要經(jīng)驗和問題,四個方面分別進行闡述,為今后焊接機器人的研究提供了依據(jù)。
關鍵詞:焊接機器人 機器人 管道焊接
中圖分類號:TP242 文獻標識碼:A 文章編號:
1.國內(nèi)外工業(yè)機器人的發(fā)展
機器人技術作為先進制造技術的典型代表和主要技術手段,它在提升企業(yè)技術水平、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)文明生產(chǎn)等方面具有重大作用。大工業(yè)革命曾使人淪落為機器的奴隸,而機器人的誕生和廣泛推廣應用又重新使人類恢復了尊嚴。目前機器人技術已成為世界各發(fā)達國家競相發(fā)展的高技術,其發(fā)展水平已成為衡量一個國家技術發(fā)展程度的重要標志之一。
美國是最早出現(xiàn)工業(yè)機器人的國家,1954年美國的G.C.戴沃爾發(fā)表了“通用重復型機器人”的專利論文,第一次提出“工業(yè)機器人”和“示教再現(xiàn)”的概念。1959年美國Unimation公司推出第一臺工業(yè)機器人。1967年日本從美國引進Unimate和Ver satran等類型的工業(yè)機器人以后,結(jié)合國情,面向中小企業(yè),采取一系列鼓勵使用工業(yè)機器人的措施,率先在汽車制造業(yè)的噴涂、焊接、裝配等重要工序中得到應用。并以此為契機,向其它產(chǎn)業(yè)滲透。
在我國,人工焊接仍然占據(jù)焊接作業(yè)的主導地位,人工施焊時焊接工人經(jīng)常會受到心理、生理條件變化以及周圍環(huán)境的干擾。在惡劣的焊接條件下,操作工人容易疲勞,難以較長時間保持焊接工作穩(wěn)定性和一致性,而焊接機器人則工作狀態(tài)穩(wěn)定,不會疲勞。因而,選擇應用焊接機器人對產(chǎn)品進行焊接可以實現(xiàn)用穩(wěn)定一致的工藝條件確保產(chǎn)品焊接強度和滿足產(chǎn)品各項性能指標的要求,同時滿足焊縫成型良好的產(chǎn)品外觀質(zhì)量要求。隨著國外及國內(nèi)對工業(yè)機器人在焊接方面的研究應用,我國也開始了焊接機器人的研究應用。在引進國外技術的基礎上,中國于20世紀70年代末開始研究焊接機器人。1985年哈爾濱工業(yè)大學研制成功我國第一臺HY-1型焊接機器人。1989年北京機床研究所和華南理工大學聯(lián)合為天津自行車二廠研制出了焊接自行車前三腳架的TJR-G1型弧焊機器人,為“二汽”研制出用于焊接東風牌汽車系列駕駛室及車身的點焊機器人。上海交通大學研制的“上海1號”、“上海2號”示教型機器人也都具有弧焊和點焊的功能[3]。20世紀節(jié)式機器人。1999年北京機械工業(yè)自動化研究所機器人中心研制的AW-600型弧焊機器人工作站,采用PC工控機控制和PMAC可編程多軸控制系統(tǒng),于1999年4月通過了國家機械工業(yè)局的鑒定。1999年7月15日,國家863計劃智能機器人主題專家驗收通過了由“一汽”集團、哈爾濱工業(yè)大學和沈陽自動化研究所聯(lián)合開發(fā)的H-100A型點焊機器人。由此可見,我們國內(nèi)的焊接機器人已開始走向?qū)嵱没A段。
2. 焊接機器人技術及現(xiàn)狀
焊接機器人的應用,不但改善了勞動環(huán)境、減輕勞動強度、提高升產(chǎn)效率,更主要原因是焊接機器人工作的穩(wěn)定性和焊接產(chǎn)品質(zhì)量的一致性,這對于保證批量生產(chǎn)的產(chǎn)品焊接質(zhì)量至關重要。
通常情況下,焊接機器人系統(tǒng)由焊接機器人、機器人焊機、變位機以及回轉(zhuǎn)工作臺等周邊裝置、焊接夾具、安全裝置等組成。焊接機器人的工作對象幾乎和手工焊接一樣廣泛,可以焊接低碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅材等。焊接材料的厚度可以從零點幾毫米到幾毫米、十幾毫米、直至幾十毫米。并且能夠靈活調(diào)整焊槍姿態(tài),實現(xiàn)對工件的最佳焊接。
隨著機器人控制技術的發(fā)展和焊接機器人應用范圍的擴大,尤其為適應現(xiàn)代產(chǎn)品更新?lián)Q代快和多品種小批量的需要,要求焊接機器人和變位機,弧焊電源等周邊設備實現(xiàn)柔性化集成。這有助于減少輔助時間,是提高生產(chǎn)效率的關鍵之一。例如,在球形或橢圓形工件的徑向焊縫或復雜形狀工件的周邊的卷邊接頭等狀態(tài)下焊接時,為了使整條焊縫在焊接時都能使焊池水平或稍微下坡狀態(tài),焊接時變位機必須不斷地變換工件位置和姿態(tài)。即變位機在焊接過程中不是靜止不動的,而是要做相應的協(xié)調(diào)的運動?;『鸽娫春凸ぱb夾具等也要在機器人統(tǒng)一控制下作相應的協(xié)調(diào)運動,才能保證整個系統(tǒng)的高效率,高質(zhì)量的工作。
3. 焊接機器人的發(fā)展及前景
隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)自動化水平的不斷提高,特別是加入WTO,許多生產(chǎn)企業(yè)為提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,爭取盡快和國際市場接軌,在市場競爭中爭取主動權,對在生產(chǎn)中采用機器人的要求越來越強烈,對應用機器人的呼聲也越來越高,為焊接機器人市場的快速增長提供了一個良好的機會。機器人的需求量在逐年增加,中國近幾年機器人市場將會一個大的跨越。
種種跡象表明,今后幾年中國的焊接機器人市場將是技術不斷提高,市場迅速擴大,應用工程項目市場競爭激烈的局面。預計今后的幾年內(nèi),國內(nèi)企業(yè)對點焊、弧焊機器人的需求量將以 30% 以上的速度增長。從機器人技術發(fā)展趨勢看,焊接機器人不斷向智能化方向發(fā)展,機器人的感覺功能將實現(xiàn)多傳感器信息的融合,控制系統(tǒng)從示教、離線編程向模糊控制發(fā)展,實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機器人的群體協(xié)調(diào)和集成控制,從而達到更高的可靠性和安全性。從應用技術市場角度分析,性能和價格以及技術服務的質(zhì)量將仍然是決定用戶做出正確選擇的主要因素。隨著國內(nèi)機器人公司自主品牌的性能價格比進一步提高,短期內(nèi)將可以達到與國外產(chǎn)品抗衡的能力。從機器人應用范圍來看,焊接機器人的應用在傳統(tǒng)制造業(yè)領域的需求持續(xù)增長同時不斷向其它行業(yè)擴散。國內(nèi)外眾多機器人廠家激烈競爭的結(jié)果將促進我國工業(yè)制造技術自動化水平的不斷提高,應用焊接機器人的企業(yè)在高技術、高質(zhì)量、低成本條件下獲得高速發(fā)展。
4 .焊接機器人在生產(chǎn)中應用的主要經(jīng)驗和問題
弧焊機器人在實際生產(chǎn)中的應用及產(chǎn)業(yè)化仍有如下的關鍵問題等待進一步研究解決:
(1)弧焊機器人系統(tǒng)的柔性化集成及優(yōu)化,減少輔助時間,提高生產(chǎn)效率;
(2)新型機器人用弧焊逆變電源結(jié)構和性能的優(yōu)化及電流波形控制,使熔滴實現(xiàn)最佳過渡,減少飛濺;
(3)弧焊過程實用傳感技術,快速準確地提取弧焊過程的特征信息,實現(xiàn)焊縫自動跟蹤;
(4)實用化的弧焊動態(tài)過程和焊接質(zhì)量的實時智能控制技術;
(5)弧焊機器人工程應用和產(chǎn)業(yè)化中的技術成果轉(zhuǎn)化。
5 .結(jié)論
工業(yè)機器人技術的研究、發(fā)展與應用,有力地推動了世界工業(yè)技術的進步。特別是焊接機器人在高質(zhì)高效的焊接生產(chǎn)中,發(fā)揮了極其重要的作用。我國焊接機器人技術的研究應用雖然較晚,但借鑒于國外的成熟技術,得到了迅速的發(fā)展。近年來,我國在焊縫跟蹤、智能控制、信息傳感、周邊設備及機器人專用電源等方面進行了大量的研究與應用,取得了許多優(yōu)秀的成果。隨著智能機器人技術和人工智能理論的進一步發(fā)展,焊接機器人系統(tǒng)還有許多值得我們認真研究的問題,特別是多智能體系統(tǒng)、基于PC的控制器和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡等方面將是研究的熱點問題。
參考文獻
1 孫明如 日本焊接自動化和焊接機器人發(fā)展動態(tài) 電焊機,vol.29,1999(11):30~31;
2龔進峰,彭商賢,履帶式可變結(jié)構管道機器人及其雙控制系統(tǒng)的研究 高技術通訊2001.12;
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