机器人工件探伤应用论文

摘要：机器视觉技术和机械制造自动化关系密切，制造业的不断发展，需求不断提高，给机器视觉技术发展带来了机遇，长此以往，机器视觉技术会从原先的采集—分析—传递—判断逐渐拓展到其他更为开放领域。未来机械制造自动化将和机器视觉技术实现有机融合，且在不断发展的科学技术影响下，机械制造将实现智能化。以下是小编精心整理的《机器人工件探伤应用论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

机器人工件探伤应用论文 篇1：

海洋平台运维工程管线预制数字化焊接生产线

摘要：本文针对海洋平台运维工程管线设计一条数字化预制自动焊接生产线，依据制造工艺设置不同的工位和物流措施，达到流水线作业模式，通过自动化、数字化控制系统，对原料制备、组对、上料、焊接、下料等一系列工艺过程管理和控制，通过控制系统实时收集现场设备的工作状态、焊接过程数据，并通过总线方式上传到中控系统，以数字化信息显示过程状态;通过与MES系统接口，实现了对生产线及生产过程的集中监控。

关键词：管道;数字化;焊接生产线

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.12.20

0 前言

随着海上油气田的深入开发，海洋平台大型化、复杂化是发展趋势，这对平台的安全有效运行提出了更高的要求。管道作为平台的经络，有着至关重要的作用。海洋平台运维工程管线预制焊接具有施工周期短、工程种类多、材质复杂、工程量大的特点，管道安装的施工进度已成为影响总工期的主要因素。以中海油公司为例，海上油气田内部连接管主要规格为φ114.3 mm，φ141.3 mm，φ168.3 mm，φ219.1 mm，φ273.1 mm，φ323.9 mm，φ355.6 mm，φ406.4 mm，φ457.0 mm，φ508.0 mm，其中φ323.9 mm以上的钢管规格占60%左右。由于海洋平台管道预制的焊缝要求要比其他管道高，每根管道都需要进行探伤，焊缝均要求达到一级焊缝，因此目前国内大部分还在采用手工焊接，预制管线成本高、效率低、质量不稳定、工人劳动强度大。加强管道施工的预制水平和预制深度，是提高管道施工质量、提升生产效率，降低劳动强度，提高产品质量和可靠性，以及降低施工成本的重要途径，可促进装备运维产业由劳动密集型向自动化、数字化方向转型。

1 海洋平台运维工程管线预制生产线主要组成

本项目主要针对2～12英寸海洋石油输送管线的工厂化预制，主要焊接工件包括：法兰-钢管-法兰、弯头-钢管-法兰、弯头-钢管-弯头、钢管-三通-钢管。采用TIG焊接机器人自动打底、MIG/MAG焊接机器人自动盖面工艺。主要思路是：最大限度地采用自动化方式进行加工生产，降低操作难度，提高焊接速度，且材料或产品的移动路线设计最短，生产线具有一定的可塑性。采用模块化管线预制数字化焊接生产线及工作站，即将管子切割/坡口、组对、自动上/下料 和自动焊接分别集成在工厂内，通过工控机系统及MES系统下达指令控制各个模块，以实现管道制预焊接的信息化和数字化。工厂化预制全部采用转动口焊接，有利于提高和保证焊接质量，且转动口焊缝无损探伤比例小，可减少探伤费用。工厂化预制不受自然环境条件的影响和干扰，能够保证施工的连续性，减少额外的临时措施及费用。

适用的管材长度为500～6 000 mm，直径为48～325 mm，材质为碳钢(20#、A106、A105等)，最大加工厚度25 mm。弯头特性范围对应于2～12英寸直管。

管线预制数字化焊接生产线由管材存放区、管材切割坡口一体机、短管中转打磨区、管/法兰/弯头组对区、管/法兰/弯头组对缓存区、桁架机械手、TIG焊接区、MIG/MAG焊接区、物料小车及轨道、数字化控制系统等组成。整个生产线布局如图1所示。

具体工艺路线为：采用天轨行车人工上料原料管，管件通过物流线的自动定长装置传输至坡口切割一体机切断并倒坡口后，自动传输至下料区，采用上料桁架机械手自动上料至组对工装区，通过组对工装人工组对管件与法兰、三通、弯头并点焊，下料桁架机械手自动下料至管件传输小车上，管件传输小车再将组对好的工件传输至TIG焊接机器人工作站自动TIG打底焊，打底完成的工件通过管件传输小车自动传输至MIG/MAG焊接机器人工作站自動盖面。盖面完成的管件通过管件传输小车运输至下料区，通过天轨行车人工下料。

(1)管材存放区。用于堆放钢管来料，钢管堆放在物料架上。每根钢管都有一个定位V型座，以保证钢管位置定位准确，如图2所示。

(2)管材切割坡口一体机。由数控切断坡口机机头、电动升降机座、循环水冷系统、操作箱及电气控制柜、管子输送辊道、管子定长机构组成。

(3)短管中转打磨区。用于堆放、缓存和打磨切断后的短管。工件堆放在V型支架上，桁架机械手抓取到组对工装上。

(4)管/法兰/弯头组对区。用于钢管与法兰、钢管与弯头、钢管与三通组对点焊。由管道预制机械组对机、管道预制卡盘式驱动机、上下料机构、控制系统组成。

组对注意事项：

a.法兰面应与管道中心线垂直并同心。法兰间应保持平行，其偏差不应大于外径的1.5‰且不得大于2 mm。

b.管子焊接必须做到两根管子的中心保持在一条线。

c.为获得良好的焊接质量，在对缝处两根管壁外表面的局部错边量不能超过壁厚的10%，而且最大不能超过3 mm。

d.钢管对接时，应进行点焊，管径为100 mm以下的需均匀点焊3点，管径在100 mm以上的需点焊4点。

(5)桁架机械手。分为上料桁架机械手和下料桁架机械手，用于工件的上下料，工件由桁架机械手从组对工装上抓取至物料小车上。如图3、图4所示。

(6)TIG焊接区。

TIG焊接区为工件打底焊接，焊接层数为一层。对接焊口要求满足ASME标准部分管路安装手册的规范。

以4英寸管道为例，焊接母材为无缝钢管NPS4 XXS 20号钢，φ108×20，焊接材料为实心焊丝H08Mn2SiA，φ1.2 mm，焊接形式为环缝对接，工件转动焊接;焊件尺寸100 mm+100 mm/组。焊接坡口加工制备如图5所示。

焊件组对时采用人工TIG点固，不少于4条点固焊缝，每段长度不小于10 mm。保护气体选用纯度99.99%Ar，气体流量10～15 L/min。其他焊接参数如表1所示。

TIG焊接区由焊接机器人系统、机器人滑台、焊接电源以及激光跟踪系统等组成。机器人选用日本FANUC机器人，型号M-10iA/8L，配R-30iB，A柜高性能机器人控制器，末端有效负载8 kg，最大伸长范围2 028 mm。机器人滑台是用于安装焊接机器人的承载平台。焊接电源采用米勒公司MAXSTAR400 TIG焊接电源，配置水冷焊枪、水冷循环系统以及相配套焊接电缆等。激光跟踪采用OSK-50A，这是一款高性价比、高精度的激光传感器，适用于焊缝快速寻找，配合机器人使用可以降低对工件准备的要求。

(7)MIG/MAG焊接区为焊缝盖面焊接区，焊接层数为多层多道。对接焊口要求满足ASME标准部分管路安装手册的规范，且设备应能适应工件及组装的偏差，如椭圆度、厚度的偏差，以及坡口加工端面的垂直度等偏差所造成对接时的错边及间隙不均匀等现象，得到合格的焊缝。

以上述TIG焊管道为例，焊接工艺采用 φ(Ar)80%+φ(CO2)20%混合气体保护下的短路过渡焊接工艺，焊接方式为焊枪摆动、工件旋转、层间不熄弧。典型焊接规格参数如表2所示。

MIG/MAG焊接区焊接机器人系统、机器人滑台、焊接电源以及清枪剪丝等组成，此区域机器人系统、机器人滑台配置与TIG焊接区相同。焊接电源采用芬兰肯比公司KEMPARC PULSE 450 焊接电源并配套DT400送丝机。清枪剪丝机构具备自动清枪喷油装置，由机器人联动控制，按程序设定定时清理焊枪喷嘴内焊接飞溅，并向喷嘴内部喷射硅油，避免焊接时飞溅的牢固粘附。整体上保证机器人系统长时间连续无监视运转。清枪剪丝机如图6所示。

(8)安全围栏及安全光栅。工作区域生产中配置安全光栅，采用预约盒模式，在完成上下料后按下盒上的按钮，通知机器人可以进入该区域进行工作。亦可在工作故障或紧急情况下，停止动作。

(9)物料小车及轨道。物料小车由驱动台车、支撑滚轮、压臂组成，用于工件的定位压紧及输送并提供工件的旋转动力，共4组。轨道采用精密加工。

2 海洋平台运维工程管线数字化控制系统

该数字化控制系统包含上位嵌入式系统和下层PLC控制器，如图7所示。数据传输框图如图8所示。

上位嵌入式系统由一套工控机、工控机软件及显示屏组成。中央控制系统完成整线的自动控制、参数设置和设备监视等功能，各个独立工位控制系统完成各个单独工位的信号检测和设备控制。各个工位通过总线与中央控制系统通讯连接，某个工位故障时，其他工位仍然可以手动控制，最大限度降低设备停机时间，提高生产效率。

焊接工艺数据采集处理模块采集焊接电源的实时运行数据(焊接电流、焊接电压、送丝速度、保护气体流量)后，上传给工控机，工控机收到这些数据后实时显示并存盘处理。显示屏主要显示当班的各类生产信息及组焊工艺过程控制信息，具备缺料报警、出料报警功能。

坡口机PLC控制系统采用西门子S系列PLC，通信Profinet接口，与上位机MES系统相连。通过MES系统下发生产指令，坡口一体机PLC接收到指令后，自动匹配管道参数，操作工人将管道吊装至传输线后，一体机自动运行。PLC可控制坡口一体机传输、夹紧、切断及管道倒坡口等动作。

扫描枪PLC系统：前序工件通过MES系统给出生产指令后会形成一个二维码，此二维码喷涂在管道表面，扫描枪扫描此二维码可读取管道参数并下发给龙门桁架机械手。

龙门桁架机械手控制系统：采用西门子S系列PLC，通信 Profinet接口，与上位机MES系统相连。龙门桁架接收到扫码枪数据后，通过程序自动运行到对应位置抓取工件到焊接工位。PLC系统控制龙门桁架的纵向移动和控制抓手的升降横移及夹紧/放松。

焊接工位控制系统：采用西门子S系列PLC，它可以对机器人的启动、停止以及相关状态和动作进行控制，还可以执行机器人加工程序的调用与选择;PLC采集到的系统状态信息在触摸屏上进行显示，例如：机器人当前的状态、运行的程序号、报警信息、历史报警记录等，如图9～图12所示。同时用户可以通过触摸屏相关的画面，调用机器人的相关数据和动作状态，如机器人焊接程序的调用、机器人状态切换、机器人启/停等操作。触摸屏通过专用通信电缆将相关信息传给PLC，由PLC完成相应动作的实施。

管理人员可以通过MES系统提取生产线的运行状况和生产状况数据。所有MES系统需要的数据均由上位机上传，MES系統只需下发所需加工工件的数据包。MES系统与上位机之间采用TCP/IP协议通信。

3 生产节拍

(1)管道切割：4 min

(2)桁架机械手取料时间：4.4 min

(3)组对工装：5 min

(4)组对完成工件吊装至管道起重机上：4.4 min。

(5)管道起重机运转至TIG焊接区：4.8 min。

(6)TIG焊焊接(单层)：12英寸钢管耗时10.2 min;

2英寸钢管耗时1.57min。

(7)MAG焊盖面(多层多道)：12英寸钢管(25 mm厚)耗时10.2 min，焊道层数为5道;2英寸钢管(15 mm厚)耗时1 min ，焊道层数为2道。

产能计算：

(1)12英寸钢管。按单班7.5 h：产能=7.5×60/10.2=44根钢管;按寸径计算：44×12=528寸径/天。

(2) 2英寸钢管。按单班7.5 h：产能=7.5×60/1.57=286根钢管;按寸径计算：286×2=574寸径/天。

4 结论

该生产线自动化程度高，实用性强，与手工电弧焊相比极大地提升了生产效率，节约成本并降低劳动强度，提高产品质量和可靠性，减少对操作者操作技能的要求，操作工人只需调用对应管件的参数即可完成管道焊接。受限于管道的椭圆度影响，仍需要人工干预参与组对。后期希望提高来料管道的精度实现全自动化的生产线。

参考文献：

王超众，辛培刚，魏玉垒，等.从管道完整性管理谈海油平台管道预制安装[C].第四届中国管道完整性管理技术大会，2014：412-414.

李劲松.管道工厂化预制焊接技术的应用[J].焊接与切割，2011(24)：20-21.

刘祥.石油天然气管道焊接工艺及质量控制分析[J]. 科技创新与应用，2012(18)：80.

樊丁，顾玉芬，林焰，等.低碳钢A-TIG焊接法的试验研究[J]. 兰州理工大学学报，2000，26(3)：16-21.

樊丁，顾玉芬，石玗，等.低碳钢A-TIG焊接方法的研究[J]. 焊接，2002(2)：16-19.

作者：吴正林 王永峰 陈彦宾 李金刚 谭志成 曾亮

机器人工件探伤应用论文 篇2：

机器视觉技术及在机械制造自动化中的应用

摘要：机器视觉技术和机械制造自动化关系密切，制造业的不断发展，需求不断提高，给机器视觉技术发展带来了机遇，长此以往，机器视觉技术会从原先的采集—分析—传递—判断逐渐拓展到其他更为开放领域。未来机械制造自动化将和机器视觉技术实现有机融合，且在不断发展的科学技术影响下，机械制造将实现智能化。

关键词：机器视觉技术、机械制造、自动化、应用

1.机器视觉技术的应用原理与组成

机器视觉技术的工作系统比较独特，系统中包括多项组成部分，如打印机、计算机、摄像分拣机构、信息显示器等等。图像摄取装置可以将实物转化为图像，并将图像转变为图像信号，然后利用计算机进行信号的传递，再利用影像处理系统进一步处理图像信号，根据图像颜色、像素、对比度等差异，使其转变为数字信号，为操作者对物品的判断和评估提供便利。

随着现代科技的进步，机械设备的数量在不断增多，且使用范围在不断扩大。目前，许多机械已经能够代替人工劳动力完成产品、器件的测量与加工。利用机械进行改造与生产，能够在很大程度上提升生产效率，并且降低投入成本，从而改善制造业的经济效益。在生产流水线中，由机器进行测量、检测等工作，即机器视觉技术。通常，制造业对产品有很高的要求，尤其是测量工作，往往需要精确到毫米，甚至微米。所以，人的肉眼难以满足制造业产品测量对精确度的需求，需要利用计算机等现代化科学技术。机器视觉技术就有效解决了测量难题，不仅测量精确性上升，还能快速、高效的测量大量产品。此外，一些产品的生产环境十分恶劣，不适合人工生产和操作。此时，可以利用机械来完成生产和信息的采集，机械采集信息之后，再由计算机系统进行处理，从而有效降低人力成本的投入。由于该技术具有便捷、高效。持久等特点，目前已经在产品制造监测、检验、质量控制等环节广泛应用。

2.机械制造自动化中的应用

机械视觉技术在机械制造自动化中的应用有很多方面，本文主要从工件监测、工件测量以及焊接机器人三个方面对其进行分析。

2.1在工件检测中的应用

众所周知，与现代化自动监测模式相比较，传，统的检测模式需要人工的参与，有的甚至是纯手工监测，人为的手工监测不仅工作效率低下，浪费了大量的任人力物力，更重要的是，人为的检测技术监测的不准确，存在较大的误差。此外，也没有统一的标准，质控参数得不到统一，进而机械设备的质量参差不齐。值得一提的是，人为的在对工件进行监测时，监测质量还受到工作时间的影响，工人在长时间的工作中会出现视觉疲劳的现象，进而影响工件的检测质量。

2.2工件测量

2.2.1零件的测量

检测系统主要分为计算机处理系统、光学系统以及CCD摄像头，利用其照射平行光束于需测量零件，从而提供光源，通过显微光学镜来将零件边缘轮廓进行放大，从而确定零件边缘轮廓的具有位置。如果想得到位移量，则把测量两件位移后再测量即可，得出两次结果之差，如果测量时，所测零件的两条边缘轮廓线在相同成像内出现，那么这一位移量及时所测零件对应尺寸。这一系统在测量检查数目较多的生产零件，尤其是一些体积相对较小，形状较为简单的零件进行测量检查时优势较为明显。

2.2.2工件预调测量

在工件预调测量中，机器视觉技术作用十分明显。新型预调测量仪器从一定意义上来说，实现了传统预调测量仪器和当前较为常见机器视觉技术整合，改变了原先预调测量中要求人力及水平高的缺点，促进了工作效率的提高，在一定程度上节约了人力资源，操作过程进一步简化，和现代社会发展要求更为相符。

2.2.3逆向工程中的工件测量

当前科技不断发展，在逆向工程工件测量过程中，机器视觉技术得到了广泛应用，也就是快速轮廓视觉测量技术，这一技术以三角法作为建立基础，通过线结构光来对工件表面轮廓进行测量。将平面条纹结构光投射于工件表面中，从而产生了不同条纹变形，分析表面轮廓变化。CCD来摄取条纹图像时，需通过3次信号转后才得以保存，经由视频信号、模拟信号、数字信号。并把存储信息向监视器传输，采取计算机处理系统来对图像急性处理，从而得出工件模型图。

2.2.4磨损度的测量

在机械制造过程中，测量磨损度也十分关键。许多机械设备工件因未能对因素充分考虑使测量磨损度进展困难，例如在对切割机磨损度进行测量时，因这种机械设备携带有利刃，对其测量需要把有关刀具进行拆除，在一定程度上增加了测量的難度。为尽量减少出现这种情况，需要按照有关机械设备具体情况来选取相应机器视觉技术来对磨损度进行测量，尽量使测量中所需考虑因素减少。

2.3应用在焊接机器人当中

将机器视觉技术应用在焊接机器人当中，主要指的是通过X光的探伤仪和CCD摄像等技术让焊机具有视觉功能，进而将焊接机器人的生产质量得到有效提高。视觉功能主要包含有一维、二维以及三维这三种传感，一维传感其检查组件是一个或者是多个接收光电单位，也就是单光电;而二维传感其平面排列成像根据电或者扫描等形式得到;三维传感是根据对一维或者是二维传感当中的信息数据进行综合化的处理而得到的。因为焊接工作有很大的危险性，有很多的操作并不能通过人为来进行操作，而且由于工作环境的限制，也不可能开展人工作业，比如说像水下和溶液以及核辐射的环境当中。而将机器视觉技术应用在其中就可以有效的弥补这些问题，可以对数据进行实时的提取，可以在弧光四溅的状况下对焊缝图像进行提取，并预测焊接的性能和构造等等，使焊接的质量得到有效保证。

现在，这一技术已经被较为广泛的应用在熔池形状和焊道控制等生产中，这样一来有利于令焊接机器人朝着更加自动化与智能化的方向发展。但是因为焊接的整体过程比较繁杂，且造价也比较昂贵，所以在目前来看，将这一技术应用在焊接机器人当中并不能实现大规模的应用。对此，我们还应该对其进行深入的研究，并对该系统的精确性和可靠性等性能加深了解。现在，相对有实力的一些企业已经对机器视觉技术应用在焊接机器人当中进行了有效的研发，跟之前的焊接机器人相比，应用这一技术的机器人其性能更加完备，功能也比之前的更加强大，发展前景更加可观。

2.4机器视觉系统与CMM的集成

由于企业对与质量有关的数据的采集、处理和传递提出了更高的要求，更具柔性和自动化的CAQ(Computer Aided Quality)系统呈现出以下发展趋势：①在必要的情况下，CAQ系统可以100%地检测产品，而不像现在普遍采用的抽样检测;②将检测规划集成到加工过程中，形成闭环反馈控制系统，在检测时确定产品相对于标准尺寸的偏差，并在线纠正，因此，可获得近100%的优质产品;③机器视觉和先进的图像处理技术、逆向工程技术已广泛地应用于自动化检测;④适用于不同产品结构的检测技术可将新的产品技术要求直接从CAD/CAM数据库传输到检测系统中，不需要操作人员编制特殊的程序。

结束语：综上所述，在机械制造业发展的过程中，其自动化、智能化的水平在不断提升，各种现代化的新技术也普遍应用在该领域之中。在实际制造的过程中，为了确保产品的制造质量和效率，可以积极运用机械视觉技术，通过该技术提升工件检测、测量、焊接的质量和效率，进而全面带动我国机械制造业的发展。

参考文献：

[1]刘泽宇.机器视觉技术及其在机械制造自动化中应用的探讨[J].中国设备工程，2019，01：188-189.

[2]邓达.机器视觉技术以及其在机械制造自动化中的运用[J].科学技术创新，2019，07：183-184.

作者：鲍佳秀 张晓影

机器人工件探伤应用论文 篇3：

焊接机器人的发展现状与趋势

【摘 要】在工业制造企业实际发展的过程中，应重视焊接机器人的发展以及进步，遵循科学化的工作原则，合理进行智能化整改以及创新，拓宽工作渠道，采用合理的方式，提升机器人焊接智能化水平，满足当前的实际发展需求，建设高素质人才队伍，培养技术人员的相关编程能力以及各方面的操作。本文阐述了焊接机器人的发展现状，并对焊接机器人未来的发展方向进行了论述。

【关键词】焊接机器人;发展现状;发展趋势;智能控制

随着现代工业的高速发展，机器人的应用已成为自动化程度的重要标志之一。焊接机器人也快速应用于生产中，在改善劳动者的生产环境、提高生产效率、提升焊接质量方面都得到了充分的体现。但是，焊接机器人在离线仿真编程、加工精度、焊接工艺的研究等方面还需进一步提升发展。焊接机器人在工业生产上也得到了广泛地使用，很大程度的改善了生产条件、提高了生产效率，焊接质量也得到了提升。

1 焊接机器人加工的优势

1.1 加工质量高，稳定性好

焊接机器人加工质量以数值的形式反映出来，取决于加工工艺的制定及设备的精度。而且，机器人焊接还可以在加工前进行跟踪运行，提前感知焊接过程中可能会出现的质量问题，并加以解决。这一点手工焊接是不能完全实施的，而且对于手工焊接，焊接机器人与加工过程中的人为因素无关，而这也正是影响手工焊接质量的主要原因。

1.2 提高劳动生产率

与手工焊接相比，可以在恶劣的工作环境下工作，焊接机器人加工是提高生产效率的有效方法。

1.3 改善工作环境

焊接机器人加工大幅度减轻劳动强度，工作环境得到改善。

2 焊接机器人技术研究现状

焊接机器人按照产地主要有三类，分别是日系、欧系和美系。欧洲焊接机器人生产厂家有德国的KUKA、CLOGS，瑞典的ABB及意大利的COMAU等企业;日本主要的焊接机器人厂家有Fanuc、Motoman以及OTC等。近几年国内的焊接机器人也有了一定的发展，主要有昆山华恒、唐山开元、沈阳新松、及烟台得利安等品牌，在工业生产及院校教学上都得到了广泛的应用。焊接机器人集焊接技术、计算机控制、数控加工等知识领域，在制造业中的应用数量逐年增加，推动了人们对焊接机器人的研究。

2.1 机器人焊接工艺

焊接机器人常用的焊接方法有气体保护焊、钨极氩气保护焊、等离子弧焊以及激光焊。目前，国外弧焊机器人操作工艺采用高速及高效气体保护焊接工艺，如双丝气体保护焊、热丝TIG焊、热丝等离子焊等先进的工艺方法，这些工艺方法不但可以有效地保证优良的焊接接头，还可以使焊接速度和熔敷效率提高數倍至几十倍。国内在这些方面也有一定的研究，如需提高焊接机器人加工质量，焊接工艺的研究也是一项重要的课题。

2.2 焊接机器人仿真

机器人焊接仿真技术在教学过程中优势颇多，在仿真过程中使用机器人理论和CAD/CAM等技术，以动画形式呈现出来，再对机器人进行控制，实现焊接机器人加工的真实环境仿真模拟，自动生成加工程序，加工工件，并对过程进行评判。目前，焊接机器人离线仿真编程在企业生产中已初具规模。但是，还亟需进一步的推广和使用，特别是高技能人才培养的职业院校，焊接机器人模拟仿真在教学上的推广应用势在必行。

2.3 焊接机器人定位精度问题有待解决

焊接机器人作为高精度的机械加工设备，虽然近几年已经有了一定程度的改善，但是还存在重复定位精度高，而绝对定位精度低的问题，如果要提高重复定位精度需要对硬件本身进行研发改进，而绝对定位精度则可以通过标定等方法对机器人控制器中的参数进行修正，以提高机器人的位姿精度，随着离线编程的兴起，提高焊接机器人的绝对定位精度显得尤为重要。

3 未来焊接机器人的发展方向

3.1 向更智能化方向发展

未来焊接机器人与其它工业机器人的发展方向一致，旨在提高焊接机器人对加工模式及工作环境的识别能力，能够及时发现问题，并提出解决方案，加以实施，创建能够从有限的数据中快速学习的系统，这也就是创造人工智能，智能化的程度取决于人们对于它的进一步理解。

3.2 焊接机器人离线编程仿真技术的应用

随着现代工业的高速发展，机器人的应用已成为自动化程度的重要标志之一，焊接机器人也快速应用于生产中，目前使用的示教再现编程耗时长，机器人长期处于空置状态，影响加工效率。离线编程及计算机仿真技术将工艺分析、程序编制、工艺调整等工作集中于离线操作，不影响焊接机器人的正常生产，这将在提高生产率方面起到积极的作用。

3.3 机器人群组式处理任务

工业上，可以根据生产需要将各种功能的机器人组装成一个群组加工平台，平台汇集了多种加工功能，完成不同任务的处理，更适用于流水线式生产操作。群组加工平台代替单一的执行任务后，还可以进一步与人工智能相结合，更大程度的实现群体机器人的集中控制，使工业生产更加智能化、集成化。

3.4 能量和能源

随着各类机器人的快速发展，加工功能更加完善。但是，能量存储是移动机器人的主要瓶颈，制约着机器人的研发制造。随着未来储电技术的推进，焊接机器人的加工功能会更加齐全，生产过程会更加便捷，而且焊接机器人可能会走出车间，增加焊接机器人的实用性。由此可见，蓄电能力的提升与机器人的功能完善就显得同等重要。焊接机器人的发展前景拭目以待，它的研发改进、推广及使用将使现代工业加工更加智能化、便捷化和高效化，更好的服务于“中国制造2025”目标的实现。

4提高焊接机器人焊接质量措施

4.1机器人工作中的实时监测

由于一些不确定性因素，机器人在焊接过程中的焊缝会产生某些缺陷，影响到工件的整体焊接质量。特别是在多层多道焊的打底焊时容易产生气孔和未熔合缺陷，影响到后续的焊缝质量，严重的是由于后续焊缝遮盖了打底层焊缝，使得底层焊缝的缺陷不容易被发现，只有通过无损探伤的方法进行检测，因此，在机器人焊接过程中的实时监测成为一道不可缺少的工序。

4.2焊接设备的定期清理

焊接机器人与普通焊接设备一样，需定期进行清理，特别是枪嘴的清理对焊接机器人的焊接质量起着重要作用，如果枪嘴堵塞，容易产生气孔缺陷。

4.3焊后工件焊缝的检查

机器人焊接的焊缝，常见的缺陷有：焊偏、咬边、气孔、焊穿等。通过对已完成焊缝的检查，可以逐步改进焊接各工序，避免出现焊接缺陷。

4.4焊接夹具的合理性

机器人焊接夹具应具有必须的强度，还要考虑 不影响机器人焊接和装夹的灵活性及简易性。夹具 固定被焊工件使其在焊接后能满足尺寸公差和形位 公差要求，还应满足自动化焊接要求。夹具设计不 合理，将影响到焊接的连续性，会出现焊接接头过 多，降低生产效率。目前可通过离线编程技术进行 模拟，提前发现夹具设计的缺陷便于改进。

4.5 合适的焊接变位器

焊接变位器通常在设备选型时确定，它直接决 定了所焊部件的自身质量及尺寸、焊缝类型、焊接 位置，是影响生产效率的关键性因素之一。焊接变 位器要保证工件在焊接中焊缝尽可能在船形位置，以便于焊接。

4.6焊接程序的合理性

编制焊接程序的合理与否直接决定了机器人的 焊接质量，特别是双丝焊的焊接程序对焊接质量影 响较大，尤其以 IGM 焊接机器人双丝焊更为突出。因此，编制的焊接程序要尽量减小对焊接质量的不 利影响，既要保证焊接质量，还要提高生产效率。

5结论

当代信息工业3.0广泛应用电子与信息技术，使制造过程自动化控制程度进一步提高，生产效率、良品率、分工合作、设备的有效使用都得到了前所未有的提高，企业大量采用由PC、PLC等真正电子、信息技术自动化控制的机械设备进行生产。由此可见，机器正在逐步替代人类作业。在生产应用中经过对上述关键因素的控制，机器人的焊接质量得到了有效保证，焊缝返修率明显降低，提高了合格率和生产效率，满足了生产需求。

参考文献：

[1]霍厚志，张号，杜启恒，等.我国焊接机器人应用现状与技术发展趋势[J].焊管，2017，40(2)：36-42，45.

作者：张炳正 李文星