機(jī)器人焊接技術(shù)論文
機(jī)器人技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的典型代表和主要技術(shù)手段,實現(xiàn)文明生產(chǎn)等方面具有重大作用。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的機(jī)器人焊接技術(shù)論文,希望你能從中得到感悟!
機(jī)器人焊接技術(shù)論文篇一
淺談焊接機(jī)器人
概要:本文從國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展,焊接機(jī)器人技術(shù)及現(xiàn)狀,及焊接機(jī)器人的發(fā)展及前景,焊接機(jī)器人在生產(chǎn)中應(yīng)用的主要經(jīng)驗和問題,四個方面分別進(jìn)行闡述,為今后焊接機(jī)器人的研究提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞:焊接機(jī)器人 機(jī)器人 管道焊接
中圖分類號:TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1.國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展
機(jī)器人技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的典型代表和主要技術(shù)手段,它在提升企業(yè)技術(shù)水平、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)文明生產(chǎn)等方面具有重大作用。大工業(yè)革命曾使人淪落為機(jī)器的奴隸,而機(jī)器人的誕生和廣泛推廣應(yīng)用又重新使人類恢復(fù)了尊嚴(yán)。目前機(jī)器人技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家競相發(fā)展的高技術(shù),其發(fā)展水平已成為衡量一個國家技術(shù)發(fā)展程度的重要標(biāo)志之一。
美國是最早出現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的國家,1954年美國的G.C.戴沃爾發(fā)表了“通用重復(fù)型機(jī)器人”的專利論文,第一次提出“工業(yè)機(jī)器人”和“示教再現(xiàn)”的概念。1959年美國Unimation公司推出第一臺工業(yè)機(jī)器人。1967年日本從美國引進(jìn)Unimate和Ver satran等類型的工業(yè)機(jī)器人以后,結(jié)合國情,面向中小企業(yè),采取一系列鼓勵使用工業(yè)機(jī)器人的措施,率先在汽車制造業(yè)的噴涂、焊接、裝配等重要工序中得到應(yīng)用。并以此為契機(jī),向其它產(chǎn)業(yè)滲透。
在我國,人工焊接仍然占據(jù)焊接作業(yè)的主導(dǎo)地位,人工施焊時焊接工人經(jīng)常會受到心理、生理條件變化以及周圍環(huán)境的干擾。在惡劣的焊接條件下,操作工人容易疲勞,難以較長時間保持焊接工作穩(wěn)定性和一致性,而焊接機(jī)器人則工作狀態(tài)穩(wěn)定,不會疲勞。因而,選擇應(yīng)用焊接機(jī)器人對產(chǎn)品進(jìn)行焊接可以實現(xiàn)用穩(wěn)定一致的工藝條件確保產(chǎn)品焊接強(qiáng)度和滿足產(chǎn)品各項性能指標(biāo)的要求,同時滿足焊縫成型良好的產(chǎn)品外觀質(zhì)量要求。隨著國外及國內(nèi)對工業(yè)機(jī)器人在焊接方面的研究應(yīng)用,我國也開始了焊接機(jī)器人的研究應(yīng)用。在引進(jìn)國外技術(shù)的基礎(chǔ)上,中國于20世紀(jì)70年代末開始研究焊接機(jī)器人。1985年哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制成功我國第一臺HY-1型焊接機(jī)器人。1989年北京機(jī)床研究所和華南理工大學(xué)聯(lián)合為天津自行車二廠研制出了焊接自行車前三腳架的TJR-G1型弧焊機(jī)器人,為“二汽”研制出用于焊接?xùn)|風(fēng)牌汽車系列駕駛室及車身的點焊機(jī)器人。上海交通大學(xué)研制的“上海1號”、“上海2號”示教型機(jī)器人也都具有弧焊和點焊的功能[3]。20世紀(jì)節(jié)式機(jī)器人。1999年北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所機(jī)器人中心研制的AW-600型弧焊機(jī)器人工作站,采用PC工控機(jī)控制和PMAC可編程多軸控制系統(tǒng),于1999年4月通過了國家機(jī)械工業(yè)局的鑒定。1999年7月15日,國家863計劃智能機(jī)器人主題專家驗收通過了由“一汽”集團(tuán)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和沈陽自動化研究所聯(lián)合開發(fā)的H-100A型點焊機(jī)器人。由此可見,我們國內(nèi)的焊接機(jī)器人已開始走向?qū)嵱没A段。
2. 焊接機(jī)器人技術(shù)及現(xiàn)狀
焊接機(jī)器人的應(yīng)用,不但改善了勞動環(huán)境、減輕勞動強(qiáng)度、提高升產(chǎn)效率,更主要原因是焊接機(jī)器人工作的穩(wěn)定性和焊接產(chǎn)品質(zhì)量的一致性,這對于保證批量生產(chǎn)的產(chǎn)品焊接質(zhì)量至關(guān)重要。
通常情況下,焊接機(jī)器人系統(tǒng)由焊接機(jī)器人、機(jī)器人焊機(jī)、變位機(jī)以及回轉(zhuǎn)工作臺等周邊裝置、焊接夾具、安全裝置等組成。焊接機(jī)器人的工作對象幾乎和手工焊接一樣廣泛,可以焊接低碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅材等。焊接材料的厚度可以從零點幾毫米到幾毫米、十幾毫米、直至幾十毫米。并且能夠靈活調(diào)整焊槍姿態(tài),實現(xiàn)對工件的最佳焊接。
隨著機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展和焊接機(jī)器人應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,尤其為適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)品更新?lián)Q代快和多品種小批量的需要,要求焊接機(jī)器人和變位機(jī),弧焊電源等周邊設(shè)備實現(xiàn)柔性化集成。這有助于減少輔助時間,是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵之一。例如,在球形或橢圓形工件的徑向焊縫或復(fù)雜形狀工件的周邊的卷邊接頭等狀態(tài)下焊接時,為了使整條焊縫在焊接時都能使焊池水平或稍微下坡狀態(tài),焊接時變位機(jī)必須不斷地變換工件位置和姿態(tài)。即變位機(jī)在焊接過程中不是靜止不動的,而是要做相應(yīng)的協(xié)調(diào)的運動。弧焊電源和工裝夾具等也要在機(jī)器人統(tǒng)一控制下作相應(yīng)的協(xié)調(diào)運動,才能保證整個系統(tǒng)的高效率,高質(zhì)量的工作。
3. 焊接機(jī)器人的發(fā)展及前景
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)自動化水平的不斷提高,特別是加入WTO,許多生產(chǎn)企業(yè)為提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,爭取盡快和國際市場接軌,在市場競爭中爭取主動權(quán),對在生產(chǎn)中采用機(jī)器人的要求越來越強(qiáng)烈,對應(yīng)用機(jī)器人的呼聲也越來越高,為焊接機(jī)器人市場的快速增長提供了一個良好的機(jī)會。機(jī)器人的需求量在逐年增加,中國近幾年機(jī)器人市場將會一個大的跨越。
種種跡象表明,今后幾年中國的焊接機(jī)器人市場將是技術(shù)不斷提高,市場迅速擴(kuò)大,應(yīng)用工程項目市場競爭激烈的局面。預(yù)計今后的幾年內(nèi),國內(nèi)企業(yè)對點焊、弧焊機(jī)器人的需求量將以 30% 以上的速度增長。從機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢看,焊接機(jī)器人不斷向智能化方向發(fā)展,機(jī)器人的感覺功能將實現(xiàn)多傳感器信息的融合,控制系統(tǒng)從示教、離線編程向模糊控制發(fā)展,實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人的群體協(xié)調(diào)和集成控制,從而達(dá)到更高的可靠性和安全性。從應(yīng)用技術(shù)市場角度分析,性能和價格以及技術(shù)服務(wù)的質(zhì)量將仍然是決定用戶做出正確選擇的主要因素。隨著國內(nèi)機(jī)器人公司自主品牌的性能價格比進(jìn)一步提高,短期內(nèi)將可以達(dá)到與國外產(chǎn)品抗衡的能力。從機(jī)器人應(yīng)用范圍來看,焊接機(jī)器人的應(yīng)用在傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域的需求持續(xù)增長同時不斷向其它行業(yè)擴(kuò)散。國內(nèi)外眾多機(jī)器人廠家激烈競爭的結(jié)果將促進(jìn)我國工業(yè)制造技術(shù)自動化水平的不斷提高,應(yīng)用焊接機(jī)器人的企業(yè)在高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本條件下獲得高速發(fā)展。
4 .焊接機(jī)器人在生產(chǎn)中應(yīng)用的主要經(jīng)驗和問題
弧焊機(jī)器人在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化仍有如下的關(guān)鍵問題等待進(jìn)一步研究解決:
(1)弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的柔性化集成及優(yōu)化,減少輔助時間,提高生產(chǎn)效率;
(2)新型機(jī)器人用弧焊逆變電源結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)化及電流波形控制,使熔滴實現(xiàn)最佳過渡,減少飛濺;
(3)弧焊過程實用傳感技術(shù),快速準(zhǔn)確地提取弧焊過程的特征信息,實現(xiàn)焊縫自動跟蹤;
(4)實用化的弧焊動態(tài)過程和焊接質(zhì)量的實時智能控制技術(shù);
(5)弧焊機(jī)器人工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化中的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。
5 .結(jié)論
工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究、發(fā)展與應(yīng)用,有力地推動了世界工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。特別是焊接機(jī)器人在高質(zhì)高效的焊接生產(chǎn)中,發(fā)揮了極其重要的作用。我國焊接機(jī)器人技術(shù)的研究應(yīng)用雖然較晚,但借鑒于國外的成熟技術(shù),得到了迅速的發(fā)展。近年來,我國在焊縫跟蹤、智能控制、信息傳感、周邊設(shè)備及機(jī)器人專用電源等方面進(jìn)行了大量的研究與應(yīng)用,取得了許多優(yōu)秀的成果。隨著智能機(jī)器人技術(shù)和人工智能理論的進(jìn)一步發(fā)展,焊接機(jī)器人系統(tǒng)還有許多值得我們認(rèn)真研究的問題,特別是多智能體系統(tǒng)、基于PC的控制器和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面將是研究的熱點問題。
參考文獻(xiàn)
1 孫明如 日本焊接自動化和焊接機(jī)器人發(fā)展動態(tài) 電焊機(jī),vol.29,1999(11):30~31;
2龔進(jìn)峰,彭商賢,履帶式可變結(jié)構(gòu)管道機(jī)器人及其雙控制系統(tǒng)的研究 高技術(shù)通訊2001.12;
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