焊接机器人在智能制造中的应用_吴宗胜.pdf

92农机使用与维修2023 年第 5 期焊接机器人在智能制造中的应用吴宗胜(定西中医药科技中等专业学校，甘肃 定西 748100)摘要:焊接机器人作为智能制造中的关键设备之一，具有广泛的应用前景和重要的作用。系统论述国内外焊接机器人的应用特点与发展现状，总结目前焊接机器人发展存在的瓶颈，提出未来我国焊接机器人的主要发展方向与研究重点，通过不断引入新的技术和方法，可以进一步提高焊接机器人的自主性和智能化水平，为制造业的发展和智能化转型提供有力支撑。关键词:焊接;智能;机器人;瓶颈;发展趋势中图分类号:TG409文献标识码:Adoi:1014031/j cnki njwx202305027Application of Welding obots in Intelligent ManufacturingWU Zongsheng(Dingxi Vocational School of Chinese Medicine Science and Technology，Dingxi 748100，China)Abstract:As one of the key devices in intelligent manufacturing，welding robots have a wide application prospect and animportant role This study systematically discusses the current application characteristics and development status of weld-ing robots at home and abroad，summarizes the bottlenecks in the current development of welding robots，and proposesthe main development direction and research focus of welding robots in China in the future By continuously introducingnew technologies and methods，the autonomy and intelligence level of welding robots can be further improved to providestrong support for the development and intelligent transformation of manufacturing industriesKey words:welding;intelligent;robots;bottleneck;development trend作者简介:吴宗胜(1983)，男，甘肃陇西人，本科，讲师，研究方向为中职焊接技术教学。0引言随着智能制造技术的不断发展，传统的制造业正面临着巨大的挑战和机遇。在该背景下，焊接机器人作为一种高效、精准、稳定的自动化设备，已经成为现代制造业中不可或缺的重要工具1。焊接机器人不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以实现智能化控制和自动化生产，为企业带来更大的价值和竞争优势。焊接机器人具有高度的智能化和自主性，通过传感器、视觉系统等设备实现对焊接过程的实时监测和控制，可以对焊接质量进行自动检测和调整，大大提高了生产效率和产品质量2;焊接机器人可以与其他智能设备实现无缝协作，例如，与机床、自动送料机、物流系统等设备相结合，可以实现焊接、成形、运输、检测等多个工序的自动化和智能化控制，提高生产线的整体效率和自动化程度3;焊接机器人还可以通过云计算、大数据等技术实现远程控制和智能化管理，通过实时监测和分析生产数据，可以及时发现问题并采取措施，优化生产过程和提高生产效率。因此，焊接机器人作为智能制造中的关键设备之一，具有广泛的应用前景和重要的作用。1焊接机器人的基本原理和特点1.1基本原理焊接机器人是一种集机械、电子、计算机等多种技术于一体的自动化设备，其工作原理复杂且多样，需要通过计算机控制系统实现各种操作。其基本原理可以简单概括为，机械结构、传动系统、控制系统、焊接装置等多个组成部分协同工作，完成焊接操作4。焊接机器人的工作流程一般可以分为以下几个步骤:1)计算机控制系统根据预设的焊接路径和焊接参数，控制机械臂移动到焊接位置;2)焊接装置启动，将电流、气体和焊丝等送到焊接区域;3)机械臂开始运动，将焊枪移动到预设的焊接位置，开始焊接，在焊接过程中，传感器监测焊接过程的各项参数，并反馈给计算机控制系统;4)焊接结束后，计算机控制系统停止机械臂的运动，焊接装置也停止工作，完成整个焊接过程。1.2应用特点焊接机器人是目前应用广泛的工业机器人之一，智能制造中具有广泛的应用前景和优势，可以提高生产效率和质量，降低成本，提高安全性2023 年第 5 期农机使用与维修93和灵活性，是未来智能化制造的重要组成部分。具有自动化程度高、焊接质量稳定、焊接适用性广、节约成本、提高安全性、灵活性强、数据化管理等特点。2焊接机器人在现代制造业中的重要性随着制造业的不断发展和进步，焊接机器人在现代制造业中的重要性越来越凸显，不仅能提高生产效率和质量，降低人工成本，还能提高生产环境的安全性和产品的稳定性，同时也具备较高的灵活性和适应性，是现代智能制造的重要组成部分。2 1提高生产效率和质量焊接机器人能自动完成焊接过程，减少人工操作的介入，提高生产效率和一致性。并且，焊接机器人能准确控制焊接参数，实现稳定、精确的焊接过程，保证焊接质量的稳定性和一致性。2 2降低人工成本使用焊接机器人可以降低人工成本，减少人力资源的浪费，提高效率和效益。相较于传统的手工焊接，焊接机器人能自动完成焊接过程，减少人工介入，从而降低人工成本。而且，焊接机器人具备较高的生产效率和一致性，能在短时间内完成大量焊接任务，提高生产效率和效益。因此，使用焊接机器人是一种非常有效的降低人工成本、提高生产效率和效益的方式，已经被越来越多的制造企业所采用。2 3提高生产环境的安全性焊接机器人能代替人工完成危险或不适宜人工操作的焊接任务，提高生产环境的安全性。在传统的手工焊接过程中，工人需要长时间暴露在高温、高噪音、高尘等危险环境中，容易导致职业病和安全事故的发生。而且，有些特殊的焊接任务，如高空焊接、水下焊接、有毒有害物质的焊接等，更是对工人的身体健康和生命安全构成了极大的威胁，而焊接机器人能代替人工完成这些危险或不适宜人工操作的焊接任务，避免了工人长时间暴露在危险环境中的风险。焊接机器人的操作人员只需要在远离危险区域的安全位置进行监控和控制，提高了生产环境的安全性和稳定性。2.4提高产品质量焊接机器人能实现精确控制焊接参数和焊接质量，避免焊接中出现缺陷和质量问题，提高产品质量和稳定性，并且可以根据不同生产需求和焊接任务灵活调整和配置，提高生产的灵活性和适应性，并且计算机控制系统能够实现对焊接过程中各项数据的实时监测和记录，方便生产管理和质量控制。3焊接机器人在智能制造中的应用案例焊接机器人在智能制造中的应用形式和涉及行业多种多样，覆盖了农机制造、航空制造、工业制造等多个领域，实现了智能化、自动化、精准化等多种特性。焊接机器人将在未来成为智能制造的重要组成部分，推动制造业的进一步发展和升级。3.1机器人焊接生产线一些汽车制造商采用机器人焊接生产线来实现自动化的车身焊接。这些生产线由多个焊接机器人组成，能对车身进行高精度的焊接，提高生产效率和品质。3.2智能化焊接焊接机器人采用人工智能技术，能自动识别焊接部位的缺陷并进行修补，并且能根据焊接任务和工件材料等参数，自动调整焊接参数，实现高质量的焊接。3.3无人化焊接相关企业采用无人化焊接系统，利用机器人对危险场所进行焊接，提高生产安全性。焊接机器人能通过远程控制进行操作，避免人员直接接触危险环境。3.4焊接检测与分析焊接机器人还能对焊接质量进行实时监测和分析，通过对焊接数据的采集和分析，及时发现焊接质量问题，提高焊接质量和稳定性。3.5多机器人协作焊接焊接生产线采用多机器人协作焊接系统，可以实现多个机器人之间的协作，高效地完成焊接任务。机器人之间能实现信息共享和通信，以达到更高的生产效率和精度。3.6典型案例1)汽车制造商。使用机器人焊接生产线制造汽车的车身、底盘和其他部件。2)机械制造企业。机械制造企业通常需要对各种金属部件进行焊接，包括钢铁、铝合金和铜等。机器人焊接生产线可以帮助这些企业提高焊接质量和精度，同时减少人力资源的浪费。3)航空航天制造商。航空航天制造业需要焊94农机使用与维修2023 年第 5 期接高强度和高温材料，如钛合金、镍合金和复合材料等。机器人焊接生产线可以帮助航空航天制造商提高生产效率和质量，同时减少焊接缺陷和人为错误。4)电子制造企业。电子制造企业通常需要对电子产品进行微小的焊接操作。机器人焊接生产线可以帮助这些企业实现高度自动化的生产线，从而提高生产效率和质量。4焊接机器人存在的问题及发展趋势4.1存在问题4.1.1初始投资较高焊接机器人的价格相对较高，需要较大的初步投资。此外，对于企业而言，还需要对生产线进行改造和升级，以适应焊接机器人的使用，这也需要一定的投资。4.1.2技术要求较高焊接机器人的使用需要专业的操作技术和维护技能，如果操作不当或维护不当，可能会导致焊接机器人出现故障或影响焊接质量，进而影响产品质量和生产效益。4.1.3适用范围有限虽然焊接机器人可以广泛应用于各种类型的焊接任务，但对于一些特殊的焊接任务，如曲面焊接、三维立体焊接等，焊接机器人的应用受到一定限制。4.1.4缺乏灵活性焊接机器人通常被编程执行特定的任务，无法自由灵活地响应生产线上的变化和调整。4.2发展趋势4.2.1智能化随着人工智能技术的发展，未来的焊接机器人将会更加智能化，能更好地理解和适应复杂的焊接环境和任务。例如，可以通过对生产线上数据的实时监测和分析，让机器人自主地做出决策和调整，实现自适应的焊接过程。4.2.2网络化未来的焊接机器人将更加具有网络化的特点，能实现机器人之间的联网通信，实现协同作业，提高生产效率。同时，焊接机器人的远程监控和维护也将成为可能，通过网络远程监控机器人的运行状况，及时诊断和解决故障，提高机器人的可靠性和稳定性。4.2.3精准化未来的焊接机器人将更加精准，能实现高精度的焊接任务。例如，可以通过激光焊接技术实现更高精度的焊接，同时还能实现无接触焊接，降低对工件的热影响和变形。4.2.4绿色化未来的焊接机器人将更加注重环保，实现绿色化生产。例如，采用新型材料和工艺，减少焊接过程中的能耗和材料消耗，同时还能实现焊接废气的净化和回收利用，减少对环境的污染。5结论探讨了焊接机器人在智能制造中的应用，主要得到以下结论:1)通过介绍焊接机器人的基本原理和特点，了解到焊接机器人具有高度的智能化和自主性，可以实现对焊接过程的实时监测和控制，可以与其他智能设备实现无缝协作，可以通过云计算、大数据等技术实现远程控制和智能化管理。2)分析了焊接机器人在汽车制造、电子设备、航空航天、轨道交通等领域的应用案例。这些应用案例证明了焊接机器人在提高生产效率和产品质量、实现智能化控制和自动化生产等方面的重要作用。3)探讨了焊接机器人在未来的发展方向和趋势，随着智能制造技术的不断发展，焊接机器人将越来越普及和成熟。未来，焊接机器人将更加注重人机协作，具有更高的智能化和自主性，实现更加精细化的焊接工艺和更高的生产效率。综上所述，焊接机器人作为智能制造中的关键设备之一，具有广泛的应用前景和重要的作用，通过不断引入新的技术和方法，可以进一步提高焊接机器人的自主性和智能化水平，为制造业的发展和智能化转型提供有力支撑。参考文献:1 李启伟，薛瑞雷，周建平，等 全位置管道焊接机器人机头结构设计与运动仿真J/OL 热加工工艺:1 5 2023 02 24 http:/doiorg/1014158/j