工业机器人在厚板焊接生产中的应用

造船焊接技术是现代船舶制造的关键工艺技术，在船体建造中，焊接工时占船体建造总工时的30%~40%，焊接成本占船体建造总成本的30%~50%。船舶焊接质量是评价船舶质量的重要指标，焊接效率直接影响到造船周期和船舶建造成本。因此焊接自动化将是船舶产业进步和升级的关键，也是造船行业的一大趋势，随着焊接技术的发展这种趋势还将越来越明显。

在工程机械行业，焊接机器人已经较广泛的应用于各种工程机械工件的制造。例如挖掘机的动臂、斗杆、挖斗、X架、主平台及履带梁等各个部件，装载机的前后车架、动臂等关键部件，推土机后桥箱、台车方盒，汽车起重机车架、转台、支腿以及履带起重机、泵车、平地机及摊铺机等设备关键部件的焊接都有了专门的焊接机器人-变位机集成系统。这些专门的机器人焊接系统运行稳定可靠，本体及控制系统通过电弧跟踪功能、接触传感功能、焊接专家数据库等智能化功能，对中厚板焊接领域存在的工件尺寸、焊脚尺寸较大，焊接坡口加工、工件组对精度较差等问题进行了解决，焊缝成形效果和焊接稳定性均较好。

厚板焊接加工机器人智能化发展的趋势

焊接机器人在得到越来越广泛应用的同时，也正向更高程度的自动化与智能化方向发展。近年来不断涌现具有代表性的机器人焊接新技术，这些技术从生产效率、精度要求、操作性、适应性等方面显示了焊接机器人技术的未来发展趋势，从研发完善逐渐走向推广应用。

（1）机器人示教再现与离线编程技术 现阶段在工业生产中大量应用的焊接机器人多为基于示教再现或离线编程的工作方式实现焊接作业，在辅助以一定传感技术的情况下能够满足自动化生产的基本需求，但其智能化程度仍然有较大的发展空间，包括以下几个方面：易实现的示教、焊接路径自主规划、自动生成焊接任务工艺参数、直观易用的人机交互系统设计、借助虚拟现实等技术实现焊接工作站的离线编程等。

（2）焊接过程传感与适应性控制技术 集成了一种或多种传感器的焊接机器人可实现对环境的感知、信息提取及处理，通过视觉、触觉等感知的反馈形成一定的闭环控制，对外部环境的变化具有一定的适应力，如焊接起始位置自动寻位、焊缝自动跟踪等。更高智能程度的机器人需要能根据所获取的信息进行判断、融合、决策。对于复杂环境具有更高的适应性，以完成更复杂的任务，这是焊接智能化的未来发展方向。

（3）用于焊接工作站/生产线的多机器人协作技术 以焊接工作站或生产线的形式，采用多机器人协作技术实现多项焊接作业或焊接作业与定位、安装、检测等其他工序的同时进行，可极大地提高生产效率并能保证质量，进一步减少人工介入，生产空间更紧凑。同时，协同控制参与作业的多台机器人或运动轴，可从工序上避免其发生运动干涉或相互碰撞的问题，提高生产的安全性，减小生产线发生故障的概率。

（4）适用于高能束焊接、搅拌摩擦焊接等工艺方法的机器人技术 激光、电子束这类高能束焊接在运动轨迹高精度控制、辅助设备集成等方面对焊接机器人提出了特殊要求。

（5）用于极限环境的焊接机器人遥控技术 在核环境、太空、深海等特殊工况下，需要采用遥控机器人替代人完成焊接任务，极限环境在辐射、气压、水压、重力、温度等方面的特殊性，要求焊接机器人在机械结构、电气设计、传感方式、控制技术、工艺方法等方面均具有应对措施。

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