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智能制造:机器人焊接的变革

【摘要】:随着先进制造技术的发展,基于工业机器人技术的自动化、柔性化与智能化生产方式已成为制造现代化的主要标志。图12-21是根据焊接生产条件下对环境与过程信息获取、特征量提取、决策控制与优化以及质量检测等各环节的技术需求,提出的机器人智能化焊接系统应具备的基本功能。图12-21 机器人智能化焊接系统的基本功能

随着先进制造技术的发展,基于工业机器人技术的自动化、柔性化与智能化生产方式已成为制造现代化的主要标志。焊接是工业机器人应用的一个主要领域,从20世纪60年代工业机器人的诞生到现在,焊接机器人的应用模式已经历了示教再现、离线编程和自主规划三个阶段。目前在役的焊接机器人基本都属于第一或第二阶段,其焊接参数及运行轨迹均是在焊接生产前预先示教后再在生产过程中重现,对焊接作业条件的稳定性和工件尺寸的一致性要求严格,尚不具备对环境与工况的自适应能力,在生产应用中并不能保证一定可以获得满意的焊接质量。这是因为在实际焊接过程中,焊接条件经常会发生变化,例如,零部件加工和装配的误差会造成焊缝位置和尺寸的偏差,焊接过程中工件受热及散热条件改变会导致焊道变形和熔透不均匀,网压波动造成焊接电源输出不稳以及导电嘴磨损、送丝阻力等一些随机因素的影响。为了克服机器人焊接过程中各种不确定因素对焊接产品质量的随机影响,提高机器人作业的可靠性和自适应性,要求机器人焊接系统不仅能实现对待焊位置的自动跟踪,而且还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制,形成了由单机示教再现型向多传感、自主规划以及多机协同作业等方向的发展趋势。图12-21是根据焊接生产条件下对环境与过程信息获取、特征量提取、决策控制与优化以及质量检测等各环节的技术需求,提出的机器人智能化焊接系统应具备的基本功能。

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图12-21 机器人智能化焊接系统的基本功能