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焊接機器人技術的發展-資料下載頁

2026-06-12 22:40本頁面

　　

【正文】，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構；大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。控制系統的性能進一步提高，已由過去控制標準的6軸機器人發展到現在能夠控制21軸甚至27軸，并且實現了軟件伺服和全數字控制。人機界面更加友好，語言、圖形編程界面正在研制之中。機器人控制器的標準化和網絡化，以及基于PC機網絡式控制器已成為研究熱點。編程技術除進一步提高在線編程的可操作性之外，離線編程的實用化將成為研究重點，在某些領域的離線編程已實現實用化。3)機器人傳感技術：機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器，并實現了焊縫自動跟蹤和自動化生產線上物體的自動定位以及精密裝配作業等，大大提高了機器人的作業性能和對環境的適應性。遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環境建模及決策控制。為進一步提高機器人的智能和適應性，多種傳感器的使用是其問題解決的關鍵。其研究熱點在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非平穩、非正態分布的情形下的多傳感器融合算法。另一問題就是傳感系統的實用化。4)網絡通信功能：日本YASKAWA和德國KUKA公司的最新機器人控制器已實現了與Canbus、Profibus總線及一些網絡的聯接，使機器人由過去的獨立應用向網絡化應用邁進了一大步，也使機器人由過去的專用設備向標準化設備發展。5)機器人遙控和監控技術在一些諸如核輻射、深水、有毒等高危險環境中進行焊接或其它作業，需要有遙控的機器人代替人去工作。當代遙控機器人系統的發展特點不是追求全自治系統，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統構成完整的監控遙控操作系統，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統成功應用的最著名實例。多機器人和操作者之間的協調控制，可通過網絡建立大范圍內的機器人遙控系統，在有時延的情況下，建立預先顯示進行遙控等。6)虛擬機器人技術：虛擬現實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產生置身于遠端作業環境中的感覺來操縱機器人。基于多傳感器、多媒體和虛擬現實以及臨場感技術，實現機器人的虛擬遙操作和人機交互。7)機器人性能價格比：機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。由于微電子技術的快速發展和大規模集成電路的應用，使機器人系統的可靠性有了很大提高。過去機器人系統的可靠性MTBF一般為幾千小時，而現在已達到5萬小時，可以滿足任何場合的需求。8)多智能體調控技術：這是目前機器人研究的一個嶄新領域。主要對多智能體的群體體系結構、相互間的通信與磋商機理，感知與學習方法，建模和規劃、群體行為控制等方面進行研究。近年來，人類的活動領域不斷擴大，機器人應用也從制造領域向非制造領域發展。像海洋開發、宇宙探測、采掘、建筑、醫療、農林業、服務、娛樂等行業都提出了自動化和機器人化的要求。這些行業與制造業相比，其主要特點是工作環境的非結構化和不確定性，因而對機器人的要求更高，需要機器人具有行走功能，對外感知能力以及局部的自主規劃能力等，是機器人技術的一個重要發展方向。可以預見，在21世紀各種先進的機器人系統將會進入人類生活的各個領域，成為人類良好的助手和親密的伙伴。挑戰與對策進入21世紀，世界經濟結構正在發生重大而深刻的變革，但制造業依然是世界各發達與發展中國家加快經濟發展、提高國家綜合競爭力的重要途徑。我國是一個制造業大國，尚處于工業化進程之中，在未來相當長的時期里，制造業仍將在國民經濟中占主導地位。在新一輪國際產業結構調整中，我國正逐步成為世界最重要的制造業基地之一。然而目前我國裝備制造業的整體水平與發達國家相比尚有較大的差距，尤其是在戰略必爭裝備技術與競爭前核心技術、基礎制造裝備與成套關鍵裝備制造技術等方面差距更大，這種差距又主要體現在先進裝備的自主設計與獨立制造能力差，成套與系統集成、優化能力差，技術創新和集成創新能力差。這些差距已經成為制約我國制造業乃至其他行業經濟發展的關鍵瓶頸問題之一。 21世紀基礎制造裝備的水平主要體現在高精度、高效率、低成本和高柔性等幾個方面。高效率、高精度工藝的一個典型例子是精密成形技術，其目的是盡量減少切削，甚至免除切削，減少原材料的浪費，同時提高制造效率。精密成形技術在工業發達國家已得到廣泛應用。柔性自動化仍是機床業發展的重要趨勢之一。柔性自動化的進一步發展是敏捷生產設備。為適應敏捷生產模式，人們正在探求設備自身的結構重組以及生產單元的動態重組問題。另外，國外在大型、成套裝備方面有很大優勢，并且在成套裝備的高技術化方面，取得了巨大的進展，已經實現了數控化、柔性自動化，并大量采用工業機器人，正向著智能化、集成化的方向發展。隨著我國貿易溶入全球化，我國裝備制造業從來沒有像今天這樣直接地面對國際同行的有力競爭和挑戰。如何適應激烈的國際競爭和快速變化的世界市場需求，不斷以高質量、低成本、快速響應的手段在新的市場競爭中求得生存和發展，已是我國裝備制造業不容回避的問題。同時溶入全球化也為我們提供了前所未有的機遇，我們必須抓住機遇迎頭趕上。在“十五”期間，我國曾把包括焊接機器人在內的示教再現型工業機器人的產業化關鍵技術作為重點研究內容之一，其中包括焊接機器人(把弧焊與點焊機器人作為負載不同的一個系列機器人，可兼作弧焊、點焊、搬運、裝配、切割作業)產品的標準化、通用化、模塊化、系列化設計；弧焊機器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置的開發，激光發射器的選用，CCD成象系統，視覺圖象處理技術，視覺跟蹤與機器人協調控制；焊接機器人的離線示教編程及工作站系統動態仿真等。在新的歷史時期，面對新的機遇和挑戰，只有一方面緊跟世界科技發展的潮流，研究與開發具有自主知識產權的基礎制造裝備；另一方面，仍然通過引進和消化，吸收一些現有的先進技術，踩在別人的肩膀上，盡快縮短和別人的差距。并通過應用研究和二次開發，實現技術創新和關鍵設備的產業化，提高我國制造業在國際競爭舞臺上的地位。參考文獻： [J].焊接學報，2004,25（6）：124128，中國海洋大學學報，2004，34 （5）：831838[J].材料科學與工藝，2004，12（sup）：13[J].電焊機，2005,35（6）：394127 / 27

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