计算机技术在焊接自动化中的应用方法研究

李玉祥

摘要：改革后，随着社会的发展和进步，带动了我国科学技术水平的进步。现阶段，运用到各个行业领域，目前，焊接自动化技术在各个生产领域的应用是焊接发展的必然方向,随着计算机技术、信息技术与焊接技术的深度融合,我国焊接自动化技术有着长足的发展,焊接机器人、自动化焊接设备的出现和应用,进一步加速了焊接自动化进程,实现了焊接的精准化、低耗化和高效化发展。文中就焊接自动化及计算机技术进行研究和梳理,并就计算机技术在焊接自动化中的应用进行了研究。

关键词：计算机技术;焊接自动化;应用

引言

随着智能制造技术的不断发展，传统的制造业正面临着巨大的挑战和机遇。在该背景下，焊接机器人作为一种高效、精准、稳定的自动化设备，已经成为现代制造业中不可或缺的重要工具。焊接机器人不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以实现智能化控制和自动化生产，为企业带来更大的价值和竞争优势。焊接机器人具有高度的智能化和自主性，通过传感器、视觉系统等设备实现对焊接过程的实时监测和控制，可以对焊接质量进行自动检测和调整，大大提高了生产效率和产品质量；焊接机器人可以与其他智能设备实现无缝协作，例如，与机床、自动送料机、物流系统等设备相结合，可以实现焊接、成形、运输、检测等多个工序的自动化和智能化控制，提高生产线的整体效率和自动化程度；焊接机器人还可以通过云计算、大数据等技术实现远程控制和智能化管理，通过实时监测和分析生产数据，可以及时发现问题并采取措施，优化生产过程和提高生产效率。因此，焊接机器人作为智能制造中的关键设备之一，具有广泛的应用前景和重要的作用。

1焊接机器人技术发展现状

在近现代全球市场中，制造行业面临区域或国际竞争日趋激烈，以提高生产效率、生产质量及市场反应速度，降低生产成本为目标的制造业转型升级越来越受重视。在此背景下，使用灵活、可精准重复执行生产动作，能够代替对人员操作熟练程度要求较高的焊接自动化设备成为越来越多的科研机构研究焦点。1952年全球首台数控机床诞生，应用于数控机床的多轴控制技术、伺服技术、精密减速机技术得到了长足发展，在数控技术的基础上，GeorgeCharlesDevol于1954年申请了全球第一个工业机器人专利。此后工业机器人不断进化，在20世纪60年代，受控制技术、电机技术、传感器技术、微电子与计算机技术和精密机械制造等技术发展推动，以及大规模生产需求、柔性化生产需求的影响，工程师们逐渐将研究焦点转移到工业机器人上。

从20世纪60年代焊接机器人诞生到现在，焊接机器人的研究经历了示教再现型、低智能型、智能型三个阶段。其中示教再现型机器人执行示教程序进行呆板的重复性工作，该类型机器人对焊接工件的一致性要求较高，对多变的外部环境适应性较差，对于结构不稳定易变形工件一般要求在组对工装上进行焊接。低智能型焊接机器人在示教再现型机器人的基础上集成各种传感技术，如电弧传感、激光传感、视觉传感等，可获得一定的环境感知能力，在示教程序的基础上，可根据工件焊缝位置偏差及焊接尺寸偏差做出焊接路径及焊接工艺参数的实时调整，从而保证焊接质量。该类型机器人一般对焊接工件尺寸偏差有要求，对超出技术要求的工件变化难以保证焊接质量，因此被称为低智能机器人，值得关注的是该类型机器人的编程方式也有了较大突破，对于一些简单工件可实现离线编程或自主编程。智能型焊接机器人是在以数据和信息处理为核心的数字制造系统的基础上，融合智能感知、智能规划、智能控制等技术，构成以知识和推理为核心的智能焊接系统。该系统通过与智能技术、工艺数字化技术等先进技术融合，实现了面向不同作业场景、作业任务、作业工艺，实现工件智能化扫描、三维建模、焊缝识别、焊缝提取、焊接工艺自主生成、焊接路径自主规划、焊接过程焊缝实时跟踪、焊接熔池状态实时监控等智能化焊接功能。

2计算机设备在焊接自动化中的应用

2.1计算机与焊接自动化

焊接自动化的关键在于通过智能化、数字化控制技术将焊接工艺、焊接模式、焊接路线形成既定的逻辑程序,使设备在无需现场操作的前提下完成焊接操作,因此设备的智能化程度越高,焊接的自动化程度越高[12]。而计算机设备是当前人工智能技术的典型代表,代表着人工智能技术的巅峰,和普通的PLC相比,计算机能够搭载更多的焊接程序,控制精度更高,不仅能够用于流水线式的标准化自动焊接,还可满足“私人订制”式的个性化焊接需求,因此将计算机技术与焊接技术相接合,是当前焊接自动化技术研究的主要方向。

2.2工业机器人本体技术

工业机器人本体技术是焊接机器人技术的基础，该技术的核心主要体现在精密减速器技术、伺服驱动技术及机器人控制技术。工业机器人精密减速器包括RV减速机和谐波减速机两种，由于其制造技术难度大，对基础材料的性能、轴承、齿轮加工装配的精度要求极高，该部件的制造能力体现的是一个国家制造业的整体水平，国产减速机的精度、质量稳定性、使用寿命等关键技术指标与进口精密减速机差距较大。伺服驱动器在动态性能、单位体积扭矩、运动精度控制及功率密度上和进口品牌产品存在一定差距。机器人控制器是决定机器人功能和性能的主要因素，在控制伺服轴的数量、运动轨迹的规划能力、通信开放性、信号处理能力、主控逻辑二次开发能力等性能与国外早已成熟并不断优化的产品相比存在一定差距。

2.3煤炭机械行业应用

在小型煤矿的开发过程中，合理地应用各种机械性技术，不经济但却能够有效提升矿山开发的效益，降低企业人工的作业投入量，减少了企业生产成本，同时，也能够较大幅度地降低矿山事故灾害的发生率。近年来，随着中国社会主义市场经济建设的进一步迅速发展，机械行业生产的自动化技术水平日益提高，矿井作业的综合机械化的程度随之也在逐渐提高。煤矿设备具有结构复杂、焊接工艺复杂、品种少、生产规模大等问题。如果用传统的机器人来进行自动焊接，不仅效果不理想，而且还不能提高工作效率。为了解决这个问题，国内很多公司都在电弧焊机器人的应用上进行了合作，目前已经实现了30多种不同类型的自动焊接，包括推杆、连杆、顶梁、底座、中间槽等。在此基础上，完成了液压支架的自动制造和自主研发，并将大量的焊接机器人设备投入大型液压支架零件的制造中。针对目前生产中出现的品种多、批量少的问题，川崎机器人开发的离线软件可以轻松高效地解决。

结语

随着科学技术发展,新型焊接方法的产生推动了新材料的广泛应用,焊接方法向焊接自动化方向快速发展。我国的装备制造业正在重要的发展阶段,通过夯实基础的材料加工技术可为装备制造业快速发展打下坚实的基础,而计算机设备在焊接自动化领域的应用则是加快这一进程的关键举措,这对我国装备制造加工产业优化和升级有着重要意义。

参考文献

[1]王精莉.探究焊接组装工装在生产实践中的设计与应用[J].电子元器件与信息技术,2021,5(8):57-58.

[2]周燕阳,范　伟.焊接自动化技术发展现状及未来展望[J].中国金属通报,2021(11):14-15.

[3]尹璐,陈秀明.自动化相控阵超声检测技术在汽车制造行业的应用案例[J].无损检测,2021,43(6):88-90.

[4]陈善本，吴林.焊接智能化技术现状与发展［C］//第十次全国焊接会议论文集，哈尔滨：中国机械工程学会，2001：84-96.