智能焊接機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用的問題與解決

2022年05月07日 18:57:50人氣：544來(lái)源：深圳市四元數(shù)數(shù)控技術(shù)有限公司

　　目前應(yīng)用中的自動(dòng)化焊接機(jī)器人仍然是“示教再現(xiàn)型”，其焊接路徑和工藝參數(shù)是預(yù)先設(shè)置的，對(duì)作業(yè)條件的一致性要求非常嚴(yán)格，并且在焊接過(guò)程中缺少對(duì)外部信息傳感反饋和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的功能。然而，實(shí)際焊接過(guò)程中的環(huán)境和條件的變化是不可避免的，如焊接工件加工和裝配誤差造成接頭位置、焊縫間隙和尺寸的分散性，示教軌跡與實(shí)際焊縫的差異、焊接過(guò)程中熱變形、熔透及焊縫成形不穩(wěn)定等因素都會(huì)引起焊接質(zhì)量的波動(dòng)，并導(dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生。為了克服焊接過(guò)程中各種不確定性因素對(duì)精密焊接質(zhì)量的影響，迫切需要采用信息反饋、智能控制等技術(shù)提高現(xiàn)行焊接機(jī)器人的適應(yīng)性或智能化水平，使之能實(shí)現(xiàn)初始焊位識(shí)別與自主導(dǎo)引、實(shí)時(shí)焊縫糾偏與跟蹤，焊接熔池動(dòng)態(tài)特征信息獲取、工藝參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)和焊縫成形的實(shí)時(shí)控制，即實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊接過(guò)程的自主智能控制，從而彌補(bǔ)焊接機(jī)器人在自動(dòng)焊接方面的不足。

　　自動(dòng)化焊接機(jī)器人

　　智能焊接機(jī)器人運(yùn)用人工智能技術(shù)模擬實(shí)現(xiàn)焊工觀察、判斷與操作行為功能，研究基于視覺信息傳感的焊接機(jī)器人對(duì)初始焊接位置識(shí)別與自主導(dǎo)引、焊縫跟蹤、熔池動(dòng)態(tài)過(guò)程及焊縫成形智能控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制局部環(huán)境自主智能焊接機(jī)器人LAIWR(局部環(huán)境自主智能焊接機(jī)器人即LocalAutonomousIntelligentWeldingRobot)集成系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于航天裝備重要結(jié)構(gòu)件的焊接制造。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)LAIWR系統(tǒng)諸多硬件組件和功能軟件的化管理和協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的自主控制智能功能。

　　隨著對(duì)機(jī)器人研究的不斷深入和機(jī)器人領(lǐng)域的不斷拓展，機(jī)器人仿真系統(tǒng)作為機(jī)器人設(shè)計(jì)和研究的安全可靠、靈活方便的工具，在本領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用?！禣PENGL在工業(yè)機(jī)器人動(dòng)態(tài)仿真中的應(yīng)用》一文結(jié)合6R(旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié))焊接機(jī)器人，對(duì)6R機(jī)器人仿真系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行了探討。并給出了開發(fā)的仿真界面和系統(tǒng)圖形交互的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)多自由度、多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)仿真，達(dá)到考查研究多自由度、多關(guān)節(jié)機(jī)器人的目的。

　　其他的措施包括對(duì)自動(dòng)焊接機(jī)器人外圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造、焊接工藝改造。在鋼結(jié)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)施工中，結(jié)構(gòu)件形狀復(fù)雜，除常規(guī)的圓形、方形的工件外，還有間斷不連續(xù)的、橢圓形的、外形漸變的工件以及厚壁、大型工件，要想限度解決現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化焊接，充分發(fā)揮焊接機(jī)器人的現(xiàn)場(chǎng)施工利用率，提高焊接效率，難度是比較大的。通過(guò)總結(jié)“家具”、“養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)床”等的現(xiàn)場(chǎng)焊接案例和后續(xù)大量的焊接工程實(shí)踐，研發(fā)了柔性軌道焊接機(jī)器人，可選用直導(dǎo)軌、圓導(dǎo)軌、柔性導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜曲面的全位置焊接，設(shè)計(jì)出在線焊縫軌跡示教、在線全位置焊接參數(shù)控制、離線焊接參數(shù)設(shè)置等職能控制程序，并開發(fā)自主學(xué)習(xí)開放式專家系統(tǒng)，可以適應(yīng)不規(guī)則焊縫的軌跡跟蹤，實(shí)現(xiàn)多層多道焊及全位置焊的自動(dòng)化焊接。

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