焊接机器人控制系统的研究与开发

工业机器人焊接关键技术及应用分析摘要：社会经济在快速向前发展，机器人技术也越来越成熟，使得焊接制造领域技术逐渐发生了更替。

本篇文章对焊接机器人的关键技术进行了介绍，分析了焊接机器人的发展状况以及关键性技术的应用情况，针对焊接机器人未来的发展前景进行了研究。

关键词：工业机器人；焊接关键技术；应用分析引言：在智能制造领域中，机器人属于先进的装备，应用的范围越来越广泛。

在国内各个领域发展的过程中，机器人的应用范围得到了有效的拓展，机器人的应用数量也越来越多，在未来发展的过程中，机器人应用的空间会越来越广阔。

焊接机器人在工业机器人领域当中占据了非常重要的地位，可以说是工业发展当中的先驱者。

机器人焊接是在传统焊接工艺制造基础上对机器人进行改造，使之能够进行焊接作业成为焊接机器人，成为了现代制造技术当中无可替代的重要角色。

1机器人焊接的关键技术1.1传感技术在焊接过程的应用传感器是机器人焊接重要的组成装置，相当于机器人的“眼睛”，可以对物质的变化进行精准的感知。

焊接电弧在燃烧过程中，需要将声音作为整体的参照标准，整体的传感器应用了电流电压的大小，从而可以对熔池的瞬时状态进行有效的感知，了解焊接质量的动态性变化。

监控焊接工作在开展的过程中，需要对电弧的波动情况进行监测，以便于可以对高温熔滴的类型进行有效的判断。

机器人在进行焊接工作的过程中，需要通过前沿的传感系统获取相应的信息，应用机器人进行焊接，可以对系统的电流和电压数据进行有效的分析。

机器人焊接工作在开展的过程中，需要对熔透情况进行精准的预测，有效了解机器人焊接过程中所存在的缺陷，分析缺陷所形成的原因。

将温度的变化情况作为内容调整的主要参照依据，传感焊接工作在开展的过程中，需要对温度的分布情况进行有效的了解，从而可以获取高温溶值的数据。

电弧光谱的特点就是所富含的信息比较丰富，和电弧并没有直接的接触，该方法在具体应用的过程当中，可以对焊缝的缺陷进行有效的弥补。

机器人多层多道焊接系统原理1. 引言1.1 介绍机器人多层多道焊接系统机器人多层多道焊接系统是一种高效率的焊接系统，它利用多个焊接头同时对焊接工件进行焊接，实现多层多道的焊接过程。

这种系统在焊接速度和质量上都有显著的优势，可以大大提高生产效率和产品质量。

机器人多层多道焊接系统通常由焊接机器人、焊接头、焊接控制系统等组成，每个部件都有各自的功能和作用。

通过精确的控制和调节，机器人多层多道焊接系统可以实现复杂的焊接路径规划和焊接参数调节，确保焊接质量和稳定性。

目前，该系统在汽车制造、航空航天等行业得到广泛应用，取得了显著的成效。

未来，随着技术的不断发展和完善，机器人多层多道焊接系统将进一步提升其性能和应用范围，成为焊接领域的重要设备之一。

1.2 目的和意义机器人多层多道焊接系统的目的和意义在于提高焊接效率和质量，实现对复杂工件的精确焊接。

随着工业自动化的发展和对生产效率的不断要求，传统的手工焊接已经无法满足大批量、高精度的焊接需求。

机器人多层多道焊接系统的引入可以有效减少人工操作的繁琐性和误差率，提高焊接生产率和一致性。

机器人多层多道焊接系统还可以实现对焊接过程参数的精确控制和调节，确保焊接质量稳定可靠。

通过对焊接路径的规划和优化，可以实现更高效的焊接方式，同时减少焊接过程中的遗漏和错漏。

机器人多层多道焊接系统的研究也有利于促进焊接技术的发展和创新，推动焊接工艺的进步和提升。

通过不断的实验验证和优化，可以不断提高系统的稳定性和可靠性，为未来的自动化生产提供更多的可能性和选择。

机器人多层多道焊接系统的研究和应用具有重要的意义和价值，将为工业生产带来更高效、更精确和更可靠的焊接解决方案。

1.3 研究现状当前，机器人多层多道焊接系统在制造业中扮演着重要的角色。

随着工业化进程的不断推进，焊接技术也在不断发展和完善。

目前，随着智能制造技术的快速发展，机器人焊接系统已经成为焊接领域的主流技术之一。

机器人多层多道焊接系统相比传统手工焊接和自动焊接具有更高的精度和效率，能够实现复杂焊接路径的精准控制，提高了焊接质量和生产效率。

铁路货车端墙焊接机器人生产线研究作者简介：范宏宇:男(1988.3-)汉族，辽宁海城，工程师，本科，研究方向：铁路货车生产设备。

摘要：铁路货车端墙焊接机器人生产线中，不仅包含焊接机器人系统，同时还包含外围的机械系统、电控系统。

其能够对端墙所有焊缝实施焊接，并且能够获得良好成效。

工件自动传输、定位、翻转机构，具有良好的稳定性与可靠性，能够对铁路货车端墙的焊接要求进行有效满足。

文中着手于端墙技术的规格与要求，阐释端墙焊接机器人生产线的设计方案以及工作站设备组成、工件传输、工位设计方案，希望能够为相关工作者提供一些帮助。

关键词：铁路；货车；端墙；焊接机器人；生产线铁路货车实际生产中需要现代化技术手段，焊接技术具有极为关键的作用。

焊接机器人的工作柔性较好，适用于多种焊接位置的工件进行大量生产，焊接机器人操控工作站的实际组成，使用焊接机器人与外围机械系统、电控系统，其是满足国情的自动化焊接设备，同时也是实现低成本自动化的有效措施，机器人焊接中基于协调管控方式，对工件的传输系统进行构建，更好地达成端墙自动化焊接、生产，其具有良好的可靠性、适用性等。

一、技术规格与要求在端墙焊接过程当中，要求相关工作者对工件的材料与尺寸进行合理选择，通常焊缝的形式是搭接焊缝与角焊缝，同时在焊接方式方面也有相应要求。

二、设计方案端墙焊接机器人的生产线中有两条生产线，所有生产线都包含组装焊、待焊、机器人焊接、正面补焊、翻转、背面焊接等工位，先对端墙部件实施定位焊，之后将其自动传输至待焊工位上，等待机器人焊接工位的空闲。

在机器人焊接工位出现空闲之后，工件会自动传输至机器人焊接工位上，同时对工件进行定位夹紧，之后自动管控机器人焊接工件[1]。

机器人先寻找激光焊缝的起始点，明确了焊缝起点位置之后实施焊接，并且实际焊接中基于电弧焊缝的实时跟踪相关技术对焊缝偏差进行纠正。

完成焊接之后，自动传输至第三个焊接工位之上，对正面小部件进行焊接，并且对工件进行自动翻转，焊接工件背面的焊接缝。

焊接机器人技术现状与发展趋势摘要：近几十年来，随着自动控制理论、计算机技术、电子技术和通讯技术等的飞速发展，自动化焊接方法尤其是机器人焊接技术得到了迅速发展。

用自动化焊接方法代替人工焊接已经成为全球工业制造必然的发展趋势，在一些行业中将逐步替代传统的人工焊接。

自二十世纪以来，焊接自动化技术的应用在我国越来越普遍，当前在汽车工业、大型管道等产品的制造过程中，已用焊接机器人实现了大量焊接接头的连接，并且在某些具体的工业生产中尤其是汽车制造中已形成了一套高生产效率、高焊接质量的焊接自动生产线，大力推动了焊接在工业生产中的规模化、机械化和自动化。

机器人焊接技术在显著提高焊接生产效率的同时，还提升了产品焊接质量，改变了工人的操作环境，很大程度上降低了工人的劳动强度。

关键词：焊接机器人；控制技术；焊接技术；智能化截至目前，焊接智能机器人领域在经验方面已先后完成至少三次大规模技术更新升级，从一个仅能在原始教学和回放模式下独立操作的智能焊接机器人，到一个能够通过多传感器模式实时接收焊接信息数据的自动离线智能焊接机器人。

然后逐步发展和进化为能够超越我们通常所说的多传感器模式的智能机器人，双方已经能够通过自学习编程和其他方式快速实现焊接机器人的自适应焊接，该机器人能够自动适应复杂工作环境的功能要求。

1焊接机器人介绍早些年间，最开始出现的是火烙铁钎焊、锻接等简单的金属连接方法。

从上世纪三十年代以后才逐步形成电弧焊、电阻焊，到后来的埋弧焊，二氧化碳保护焊。

从上世纪八十年代开始，在焊接领域逐步使用机器人焊接技术，使得自动化焊接技术的步伐向前迈出了关键一步。

改革开放以后，焊接机器人的应用也较为普遍，各种用途的工业机器人在各自领域得到广泛的应用。

现已广泛应用于汽车零部件制造业中、重型机械结构部件、锅炉压力容器件、铁路车辆、国防兵器等方面。

当前，国外焊接机器人已经逐渐形成了欧美和日本这两大体系。

焊接机器人主要是指具有三个或者三个以上可自由编程的运动轴，依靠编写程序实现对机器人的控制，使机器人能够按照预先规定的作业路径及速度，把焊接工具送到指定位置的机器。

FANUC焊接机器人控制系统介绍、应用故障分析及处理FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，其控制系统采用32位CPU 控制，采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动；支持离线编程技术；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。

焊接是工业生产中非常重要的加工方式，同时由于焊接烟尘、弧光和金属飞溅的存在，焊接的工作环境非常恶劣，随着人工成本的逐步提升，以及人们对焊接质量的精益求精，焊接机器人得到了越来越广泛的应用。

机器人在焊装生产线中运用的特点焊接机器人在高质、高效的焊接生产中发挥了极其重要的作用，其主要特点如下：1.性能稳定、焊接质量稳定，保证其均一性焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定性作用。

人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，很难做到质量的均一性；采用机器人焊接，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，焊接质量非常稳定。

2.改善了工人的劳动条件采用机器人焊接后，工人只需要装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等；点焊时，工人不再需要搬运笨重的手工焊钳，从大强度的体力劳动中解脱出来。

3.提高劳动生产率机器人可一天24h连续生产，随着高速、高效焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高地更加明显。

4.产品周期明确，容易控制产品产量机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。

5.可缩短产品改型换代的周期，降低相应的设备投资可实现小批量产品的焊接自动化。

机器人与专机的最大区别就是它可以通过修改程序以适应不同工件的生产。

FANUC机器人控制系统1.概述FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，是奇瑞公司最早引进的焊接机器人，也是最先用到具有附加轴的焊接机器人。

其控制系统采用32位CPU控制，以提高机器人运动插补运算和坐标变换的运算速度；采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动，运动精度大大提高，最多可控制21轴，进一步改善了机器人动态特性；支持离线编程技术，技术人员可通过离线编程软件设置参数，优化机器人运动程序；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。

焊接智能化与智能化焊接机器人技术研究进展发布时间：2022-07-13T01:47:16.097Z 来源：《科学与技术》2022年第3月第5期作者：俞强[导读] 随着现代制造技术的飞速发展，焊接自动化技术、机械自动化技术、柔性智能技术已经成为未来我国制造技术发展的必然趋势。

俞强江苏振江新能源装备股份有限公司，江苏江阴 214441摘要：随着现代制造技术的飞速发展，焊接自动化技术、机械自动化技术、柔性智能技术已经成为未来我国制造技术发展的必然趋势。

而随着我国现代制造工业中材料应用、信息数字化技术的应用以及自动化控制技术的掌握等多项前沿性学科技术的交叉发展，也推动我国现代焊接技术从传统的手工工艺作业发展为了当今的智能化科学工业。

本文主要针对焊接智能化和智能化焊接机器人技术的研究现状进行了分析，并且就焊接智能机器人技术在工程中的应用实践进行了探讨，希望能够为不断提升我国智能化焊接工艺的发展水平提供参考意见。

关键词：智能化焊接；焊接机器人；技术研究前言：智能焊接技术主要是通过模拟焊工焊接操作过程中的行为进而实现机器人的自动智能化焊接，近年来，机器人智能化焊接技术也成为了制造技术行业关注的关键技术以及研究热点。

在未来，采用智能化的焊接机器人来代替人工操作进行焊接已经不再是遥不可及的梦想，而智能焊接技术的应用也极大地提升了制造行业的工作效率，推动我国制造行业持续向智能化的方向发展。

焊接机器人在应用过程中需要快速的收集焊接动态以及焊接周边条件的数据信息，通过类似于人类的传感器设备感受外部的焊接环境和条件。

然后需要模拟焊工的手部动作以及工作经验，分析并且提取焊接动态运作过程中的肌理特征，从而建立起与焊接过程和质量控制有关的模型。

然后需要设计焊接动态过程的智能控制系统控制机器人代替人工实现焊接全过程，从而达到智能控制以及自主焊接的目标。

一、焊接智能化与智能化焊接机器人技术的发展现状（一）焊接传感技术焊接施工过程中应用到不同类型的传感器技术主要建立在不同的传感原理之上，目前，智能焊接传感器技术主要包括光谱传感器、视觉传感器、温度传感器以及电弧传感器和声学传感器等种类。

焊接钢板中的焊接人机交互技术随着科技的不断发展，焊接钢板中的焊接人机交互技术也得到了极大的促进和提高。

焊接人机交互技术是一种通过计算机技术、传感器以及自动控制制造等手段，使焊接操作人员与设备进行高效互动的技术。

它可以有效地提高焊接的准确性和效率，减少对焊接操作人员的负担，给焊接行业带来了新的机遇。

第一部分：焊接钢板中的焊接人机交互技术的发展现状目前，国内外许多焊接企业都已经或者正在采用焊接人机交互技术。

这一技术最大的好处在于可以实现焊接过程的自动化控制，提高焊接效率、质量和安全性。

同时，由于焊接人机交互技术已经越来越成熟，它涵盖的焊接领域也越来越广泛。

比如，汽车制造、桥梁建设、飞机制造、化工设备、机械制造等领域都已经广泛采用了焊接人机交互技术。

目前，焊接人机交互技术主要涵盖以下几个方面:1.焊接机器人控制技术焊接机器人是通过计算机程序控制的机械臂，可以执行复杂的焊接操作。

这种机器人能够学习和记忆人类的操作方式，加之其精准的定位，可以对焊接操作进行更为准确、高效的控制。

2.智能焊接系统管理技术智能焊接系统管理技术主要用于控制焊接行业中的生产过程，包括制备、设计、质量管理、设备测量等，自动化控制的手段，提高了焊接的准确性和效率，减轻了操作人员的负担。

3.可穿戴式焊接设备技术可穿戴式焊接设备是一种新兴的技术，在保障操作人员的安全的同时，可以极大地提升焊接效果。

例如，智能眼镜可以在焊接时辅助焊接操作，让操作员以更便捷的方式完成焊接作业。

第二部分：焊接人机交互技术的发展前景1.提高焊接效率和质量焊接人机交互技术采用计算机程序控制，能够准确地实施焊接步骤。

每个步骤都创造了独立的控制点，有利于提高焊接时的稳定性和精度，避免焊接质量问题。

同时，焊接人机交互技术在短时间内能够完成焊接任务，符合现代产品开发和生产加速的需求。

2.减轻操作人员的负担采用焊接人机交互技术，在焊接过程中减轻了操作人员的负担。

通过自动化技术的应用，在保障操作人员安全的前提下，焊接可以通过机器人等设备来自动完成。

建筑钢结构焊接机器人研究与应用王磊【摘要】介绍了我国钢结构行业的发展、钢结构焊接的难点，以及柱组装机器人焊接系统在钢结构行业的成功应用。

【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2015(000)024【总页数】2页(P26-27)【作者】王磊【作者单位】唐山开元机器人系统有限公司【正文语种】中文目前国内建筑钢结构由于以下特点，实现机器人自动化焊接存在着较大瓶颈。

第一，建筑钢结构构件大多是非标设计、单件生产的情况，工件设计趋于个性化，导致焊缝没有统一的标准，使传统的示教再现型机器人难以应用。

第二，柱子形式以使用焊接箱型、十字、H型柱为主，结构件尺寸、重量很大（见图1），传统变位、装夹方式很难适应，在车间焊接时只能依靠天车翻转工件的方式，变位效率低。

当采用变位机装夹时，由于工件多为杆件，中间还设置有牛腿，所以简单的两头装夹变位，在其自重的影响下很容易造成工件的挠度变形，因此需要研究新形式的变位机。

第三，工件的切割下料、组装等前道工序加工精度低，板厚也普遍在20～30mm 以上，但是大部分焊缝需开坡口焊接，并且需要多层多道焊，焊接工艺要求高，焊接难度大，这对实现自动焊造成了一定困难，对机器人的厚板焊接能力、智能识别焊缝的能力要求更高。

国内建筑钢结构行业发展趋势主要包括：①建筑钢结构企业从节能、节材、降低成本出发，开始重视标准化设计，着重进行钢结构工件的结构、焊缝规范化设计。

②钢结构住宅、学校、办公及商业设施将快速发展，轧制型钢开始成功运用，特别是方钢管开始普及。

③近年来国内用工成本直线上升，焊接作业劳动强度大，满足技能要求的焊工越来越难招，并且人员流动性越来越大，企业留住焊接技师的难度逐年增加。

④业主对项目工期、焊接质量的要求越来越高。

⑤其他行业机器人的大量应用实践证明，机器人焊接的运行成本低于手工焊接。

基于上述发展趋势，很多钢结构企业开始关注机器人焊接，我公司也开始与钢结构用户进行广泛的技术交流。

焊接机器人项目策划方案一、项目背景：随着自动化技术以及工业4.0的发展，焊接机器人作为一种高效、精确、可靠的焊接工具，受到广泛关注和应用。

然而，目前市场上的焊接机器人项目多数还是处于初级阶段，存在着生产力低、适应性差、工作效率低等问题。

因此，开发一款高性能的焊接机器人项目，满足市场需求，提高生产效率，具有重要的社会和经济意义。

二、项目目标：1.开发一款高性能、高效率的焊接机器人，具备自动识别、自适应、自动规划路径的功能。

2.提高焊接机器人的可靠性和稳定性，减少人为干预，降低故障发生率，提高工作效率。

3.实现焊接机器人与其他设备之间的互联互通，形成智能化工作系统。

三、项目内容：1.硬件设计：设计适应焊接工作需求的机器人结构，包括焊接工作台、焊接头、控制系统等。

2.软件开发：开发焊接机器人的控制系统，包括路径规划算法、图像识别算法、自适应控制算法等。

3.数据传输与互联互通：通过网络传输数据，实现与其他设备的互联互通，提高工作效率。

4.实验验证：进行实验验证，测试焊接机器人的焊接精度、稳定性和工作效率，不断进行优化和改进。

四、项目计划：1.月度计划：（1）第1-2个月：市场调研，分析需求，明确项目方向。

（2）第3-4个月：进行硬件设计，并开始软件开发。

（3）第5-6个月：继续进行软件开发，并开始进行数据传输与互联互通的研究。

（4）第7-8个月：进行实验验证，并进行优化和改进。

（5）第9-10个月：完善实验验证，并进行产品测试。

（6）第11-12个月：撰写项目报告，完成项目总结。

2.项目预算：（1）硬件设计、制造、购买费用：200,000元。

（2）软件开发费用：150,000元。

（3）实验验证费用：100,000元。

（4）其他费用：50,000元。

（5）预计总费用：500,000元。

五、项目风险：1.技术风险：焊接机器人的硬件设计、软件开发等技术难题可能导致项目进展缓慢或无法实现预期目标。

2.财务风险：项目预算可能超支，需要合理控制费用，并制定详细的预算计划。

焊接机器人关键技术研究与分析摘要：随着科学技术的发展进步，机械制造业在这种新的时代背景下产生了长足的进步，也促进了焊接制造领域的技术发展。

焊接这项工作对技术人员的要求较高，劳动的强度也比极大，并且还会对技术人员产生一种潜在的危险。

自从进入了新世纪以来，人们的生活得到了有效的提高，但是在同时，由于我国目前社会老龄化比较严重，导致了在一线工作的焊接工人数量逐渐地下降，根据相关的调查能够发现，近几年中国焊接材料的产量逐年增加，这表明年焊接负荷也在逐步增加。

随着焊接机器人的出现，这些问题可以得到有效解决，并且还可以为员工提供创新的工作空间。

基于此，本文根据机器人关键技术的应用和发展现状进行了深入的分析，介绍了机器人焊接工艺制定和多层多道的焊接规划等，通过集群焊接关键技术解决问题，希望能够在一定的程度上起到参考的作用。

关键词：焊接机器人；关键技术；研究与分析引言自从进入21世纪以来，国内外都日益重视机器人技术的发展。

机器人加工技术作为未来高新产业与技术，对于发展经济技术具有重要的现实意义。

在第七框架计划中，欧盟国家计划了“认知系统与机器人技术”研究、美国开启了“机器人计划”、日韩也提出了服务型机器人研究计划。

在国家高技术研究发展计划与重大专项等计划中，中国彰显出更加重视机器人技术的研究。

国内外机器人研究领域均较重视机器人加工技术，并注重引入最新技术辅助内燃机机器人加工业提升。

自动化焊接技术作为内燃机制造业的主要组成部分，必须引起高度重视，提升机器人加工质量。

自动化焊接技术的充分运用可以不仅推进机器人焊接智能化，还可以极大提高自动化焊接技术的广泛运用。

然而，自动化焊接技术具体运用于机器人加工技术时仍面临诸多挑战，亟需完善。

针对于此，企业采用一系列措施，推进自动化焊接技术的有效运用至机器人加工技术变得尤为重要。

1焊接机器人应用的重要意义随着工业生产水平的提高焊接机器人逐步发展起来的，在焊接生产过程中，应用焊接机器人有着重要的意义，主要是能够体现在以下的几个方面：第一、可以有效地提高焊接生产的质量，在焊接生产的过程中，焊接的电压和焊接速度等因素，要与人工操作对焊接生产的质量起到重要的作用，随着焊接机器人的应用，对于因为人为因素的影响得到了有效的降低，并且还可以更好地控制焊接的电压和电流等，能够始终保持着一致，这样能够保证焊接的质量。

智能焊接机器人系统随着科技的不断发展，智能焊接机器人系统已经成为现代制造业中的重要一环。

借助于先进的算法和传感器技术，智能焊接机器人能够自动化完成一系列复杂的焊接任务，从而大大提高了生产效率，降低了生产成本，并且能够在高精度、高强度、高危险性的环境中工作。

一、智能焊接机器人系统的优势1、自动化程度高：智能焊接机器人系统能够自动识别工件，自动进行焊接路径规划，自动调整焊接参数，实现了从原料到成品的全程自动化。

2、精度高：智能焊接机器人配备了高精度的传感器和执行器，能够实现毫米级的精确控制，大大提高了焊接精度。

3、适应性强：智能焊接机器人能够适应各种不同的工作环境和任务，通过编程和调整，可以完成不同类型的焊接作业。

4、安全性高：智能焊接机器人配备了多种安全保护装置，能够自动识别危险源，避免事故发生，保障了工作人员的安全。

二、智能焊接机器人系统的组成1、机器人本体：机器人本体是智能焊接机器人系统的核心部分，它由伺服电机、减速器、编码器、传感器等组成，负责执行各项焊接操作。

2、控制系统：控制系统是智能焊接机器人的大脑，它负责接收和解析焊接任务，通过算法控制机器人的运动轨迹、速度、电流等参数。

3、编程软件：编程软件是智能焊接机器人的灵魂，它负责将复杂的焊接任务转化为机器可以理解的语言，使得工作人员能够轻松地对机器人进行编程和操作。

4、安全防护装置：安全防护装置是智能焊接机器人的保护网，它负责在机器人遇到危险时自动停止工作，保护工作人员的安全。

三、智能焊接机器人系统的应用1、汽车制造：汽车制造是智能焊接机器人系统的典型应用领域。

在汽车制造过程中，智能焊接机器人能够自动化完成车身的焊接工作，大大提高了生产效率和质量。

2、航空航天：航空航天领域对焊接精度和安全性要求极高，智能焊接机器人系统在此领域的应用也十分广泛。

通过编程和控制，智能焊接机器人能够准确无误地完成各种高强度、高精度的焊接任务。

3、造船业：在造船业中，智能焊接机器人系统也发挥了重要作用。

《焊接机器人操作工》职业技能培训教材框架及内容研究与开发随着工业的发展，焊接机器人已经成为现代制造的必要工具之一。

对于市场和企业而言，拥有一支熟练的焊接机器人操作工队伍是非常重要的。

为了让人们更好地掌握焊接技术和机器人操作技能，这里我们探讨了《焊接机器人操作工》职业技能培训教材框架及内容研究与开发的一些思路与建议。

一、职业技能培训教材框架1、目标群体：《焊接机器人操作工》职业技能培训教材主要针对那些希望掌握焊接技术和机器人操作技能，有志于成为一名合格焊接机器人操作工的人群。

2、培训内容：焊接机器人操作工的工作其实是非常复杂的，需要掌握大量的理论知识和实践技能。

因此，《焊接机器人操作工》职业技能培训教材需要包含以下几个方面的内容：2.1基础知识包括焊接原理、焊接工艺、焊接材料以及安全操作等方面的知识。

这些内容是每一个焊接机器人操作工必须了解和掌握的基本知识。

2.2机器人控制技术包括机器人控制、编程软件使用、操作系统等方面的知识。

焊接机器人的操作是基于机器人系统，因此，理解和掌握机器人控制技术对于焊接机器人操作工来说至关重要。

2.3操作技能包括焊接技术操作技能、操作规范、维护和保养等方面的知识。

这些内容主要是针对焊接机器人操作工在日常操作和维护中需要掌握和注意的技巧和方法。

3、教学方法培训教材主要采用讲授、演示、实战训练等方式来进行教学。

具体来说，可以通过将机器人实物展示给学员，演示一些基本的操作流程，以及让学员亲自动手来练习等方式来加强教学效果。

二、培训教材内容研究与开发1、基础知识部分（1）焊接原理：讲解焊接的基本原理和常用的焊接方法，例如：手工弧焊、气保焊、埋弧焊、TIG 焊、MIG/MAG 焊等。

（2）焊接工艺：讲解焊接工艺的定义、分类、选用、验证和控制，例如：焊接接头的准备、装夹、对焊、焊接参数的选择等等。

（3）焊接材料：讲解焊接材料的分类、性能和用途，例如：焊接电极、焊丝、焊剂等。

（4）安全操作：讲解焊接操作中的安全规范、注意事项和应急措施，如：防护措施、气体保护、配电和接地控制、火灾和爆炸控制等。

ＶＩ１．１论文的选题意义第１章绪论自动化的焊接机器人能提供稳定地焊接质量，减轻人的劳动强度，提高工作效率,降低生产成本，在工业领域得到了广泛的应用。

但应用于工业生产中的焊接机器人大多是固定的，主要通过机械臂的活动来工作,又由于空间的限制使得机器人的工作范围、工作对象大大受到限制。

在大型工件,如:石化工业中的大型储油罐、球罐、管道的焊接，多在现场作业，焊接位置手工作业难以达到,恶劣的工作环境不仅增大了工人的劳动强度，而且影响焊接质量.工程应用中亟待开发出能够取代工人手工操作的低成本自动化的焊接设备，以减少生产过程中人为因素的影响,提高焊接质量，这些情况都对移动焊接机器人的研究和应用提出了迫切的要求。

现在，国外在这方面的技术基本成熟,但国内各单位对这些技术的了解有相当部分还停留在文献上或局部上。

所以应该从基本做起，开展一些基础技术研究作为机器人课题的主要研究与开发内容之一。

１．２焊接机器人的发展历程自从世界上第一台工业机器人ＵＭＭＡＴＥ于１９５９年在美国诞生以来,机器人的应用和技术发展经历了三个阶段：第一代是示教再现型机器人.这类机器人操作简单,不具备外界信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生产中的应用受到很大限制。

第二代是具有感知能力的机器人.这类机器人对外界环境有一定的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能,工作时借助传感器获得的信息，灵活调整工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作.第三代是智能型机器人。

这类机器人不但具有感觉能力,而且具有独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力，能适应外部对象、环境协调地工作，能完成更加复杂的动作，还具备故障自我诊断及修复能力.焊接机器人就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。

早期的焊接机器人缺乏“柔性＂，焊接路径和焊接参数须根据实际作业条件预先设置，工作时存在明显的缺点。

随着计算机控制技术、人工智能技术以及网络控制技术的发展，焊接机器人也由单一的单机示教再现型向以智能化为核心的多传感、智能化的柔性加工单元（系统）方向发展¨。

第3卷第3期2021年3月Vol.3No.3Mar2021智能建筑与工程机械Intelligent Building and Construction Machinery工程机械与智控焊接机器人应用与发展超势研究林森，厚俊臣，金子旭，岳宗言，瞿红，史丽翠（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150000）摘要：随着机籌人技术在各舒业中的迅猛发展，以及人工费用的逐年提高，机器替换人类工作已成为促进社会离速发展的必然趋势。

为促进焊接机器人在焊接领域实现优质、髙效、成本低廉的自动化、柔性化及智能化焊接JOL,同时适应未来发展需求本文结合最前沿科技，综述了国内外堺接机器人技术应用柢况玖及烬接机器人的未来发展方向，以供參考。

关键词:焊接机器人；技术；智能；发展方向中图分类号:TP242文献标识码:A文章编号：2096-6903（2021）03-0046-030前盲焊接工作是一项工作环境恶劣、工作强度大、专业技能要求严格且对操作人员会产生潜在危害，但在制造领域又不可或缺的工作山畫在此背景下焊接机器人应运而生，其出现有效解决了这种供需矛盾，并且可以节省大量人力、物力,使操作者投入到更具创造力的工作叭从20世纪60年代研发并逐渐投入使用幵始，其关键技术也得到不断提升，使其具备工作稳定性能、加工精度高、生产效率高等优点。

可代替工人在情况复杂和未知的环境下工作，基于此特点，焊接机器人在工业生产中得到推广和应用。

1焊接MS人需求分析目前世界拥有80余万台工业机器人，焊接机器人占比可达40%以上。

焊接工艺被作为工业生产的“裁缝”,是工业生产中非常重要的手段，根据CRIA公布的2019年中国机器人的市场数据显示，2019年国产焊接机器人的销量约3765台，焊接和钎焊机器人是国产机器人应用的第二大领域，销量同比增24.5%,约占总销量的16.9%。

另外70%以上的市场麵依然被国外品牌占据。

目前中国投入使用的焊接机器从要产自日本、欧洲和国内。

工业机器人关键技术研发及应用实验报告一、引言工业机器人作为现代制造业的重要装备，在提高生产效率、保证产品质量、降低劳动成本等方面发挥着越来越重要的作用。

本实验旨在深入研究工业机器人的关键技术，并对其在实际应用中的效果进行评估。

二、实验目的本次实验的主要目的是：1、研发工业机器人的关键技术，包括运动控制、感知技术、编程与算法等。

2、测试这些关键技术在不同工业场景中的应用效果，如装配、焊接、搬运等。

3、分析实验结果，找出技术的优势和不足，为进一步改进和优化提供依据。

三、实验设备与环境（一）实验设备1、工业机器人本体：选用了具有较高精度和灵活性的六轴工业机器人。

2、控制器：采用高性能的工业机器人控制器，具备强大的运算能力和稳定的控制性能。

3、传感器：包括视觉传感器、力传感器等，用于感知机器人的工作环境和操作对象。

4、编程软件：使用了专业的工业机器人编程软件，方便进行程序编写和调试。

（二）实验环境实验在专门的工业机器人实验室中进行，具备完善的安全防护设施和良好的工作条件。

实验室配备了各种工装夹具、测试设备和工具，以满足实验的需求。

四、关键技术研发（一）运动控制技术1、轨迹规划：通过优化算法，实现了机器人在空间中的平滑、高效运动轨迹规划。

2、速度控制：采用自适应控制策略，根据工作任务的要求和机器人的负载情况，实时调整运动速度，确保运动的稳定性和精度。

（二）感知技术1、视觉识别：利用机器视觉技术，实现对工件的形状、尺寸、位置等信息的快速准确识别。

2、力觉感知：通过力传感器，实时感知机器人与操作对象之间的接触力，为精确控制提供反馈。

（三）编程与算法1、离线编程：开发了离线编程系统，通过在计算机上模拟机器人的运动，生成可直接下载到控制器的程序，提高编程效率。

2、智能算法：引入了人工智能算法，如模糊控制、神经网络等，提高机器人的自主决策能力和适应性。

五、实验过程与结果（一）装配实验1、实验过程将机器人应用于电子产品的装配任务，通过视觉系统识别零件的位置和姿态，机器人按照预定的轨迹和力控制要求进行装配操作。

qiyekejiyufazhan【摘要】随着现代工业的不断发展与进步，自动焊接技术正在逐步代替传统手工焊接，因为它具有工作效率高、成型质量好、劳动强度低的优点，所以在焊接领域被不断地推广和使用。

PLC 作为一种可靠性高、功能性强的硬件控制器，在自动焊接技术中具有很大的应用空间。

文章综述了PLC 控制系统在自动焊领域的应用优势及应用现状，展望了该控制器未来的发展前景。

【关键词】PLC ；人机界面；工业控制；自动焊接【中图分类号】TG456【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）01-0085-030前言PLC 又称为可编程逻辑控制器，是一种用于自动控制的数字化集成控制系统，可以通过数字量或模拟量的输入输出控制各种类型的机械结构及电器。

现代工业使用的PLC 已经接近于一台紧凑型的PC 主机，因其在扩展性和可靠性方面的优势而被广泛应用于各类工业控制领域。

不管是在计算机直接控制系统或者集中分散式控制系统DCS ，还是现场总线控制系统FCS 中，总能看见各种类型的PLC 被广泛使用。

随着自动焊接技术逐步向智能化方向发展，PLC 也发挥着至关重要的作用。

PLC 在自动焊接技术中的运用提高了控制系统的精度和集成度，提升了焊接效率及焊接成型质量，降低了操作者的使用难度。

1PLC 功能分析PLC 的硬件结构复杂，由电源、CPU 、存储器、输入输出I/O 接口等单元组成，可以通过编程软件将程序指令写入存储器，进行程序的存储和执行。

通过编写控制程序，PLC 可以进行逻辑运算、定时、计数、运动控制、总线通信等多种控制功能，从而实现对机械结构的控制及与其他设备之间交换数据。

根据组成形式，PLC 可分为一体式和模块式两种类型。

一体式PLC 是将PLC 的各个硬件组成单元整合，形成统一整体，这种PLC 的体积较大，功能单一，控制规模较小。

模块式PLC 是由不同功能的模块拼装组合而成的，模块类型包括数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通信模块等，可以根据实际需要对模块进行选择，从而控制整体硬件结构的体积，而且模块式PLC 的运算速度、控制功能相较于一体式PLC 更加强大，因此现代工业控制中多采用模块式PLC 。

焊接机器人功能划分焊接机器人是一种能够自动进行焊接操作的机器人系统。

它可以代替人工进行焊接任务，提高生产效率和产品质量。

焊接机器人一般由多个功能模块组成，下面将对焊接机器人的功能进行划分。

1. 机器人控制系统：机器人控制系统是焊接机器人的核心，它负责控制机器人的运动和操作。

具体功能包括：-运动控制：控制机器人的关节运动，实现各种焊接轨迹和动作。

-轨迹规划：根据焊接要求和工件形状，规划机器人的运动轨迹，确保焊接精度和效率。

-姿态控制：控制机器人手臂和焊枪的姿态，使其达到适当角度和位置。

-协调控制：协调机器人各个关节的运动，保证整体运动的平稳和精准。

-传感器集成：与各种传感器进行数据交互，实现机器人的感知和反馈控制。

2. 焊接工艺参数设置：焊接机器人需要根据具体工件和焊接要求进行工艺参数的设置，以保证焊接的质量和稳定性。

这些工艺参数包括：-电流和电压：根据焊接材料和焊接接头的要求，设置合适的焊接电流和电压。

-焊接速度：根据焊接接头的尺寸和焊接速度要求，设置合适的焊接速度。

-焊接时间：根据焊接接头的要求，设置合适的焊接时间，以保证焊接的质量。

-焊接方式：根据具体焊接要求，选择合适的焊接方式，如点焊、拖焊等。

3. 视觉系统：焊接机器人通常配备视觉系统，用于实时监测焊接过程和提供反馈信息。

视觉系统的功能包括：-视觉传感器：使用摄像头或激光传感器等设备，对焊接过程中的工件进行实时监测和控制。

-图像处理：对视觉传感器获取的图像进行处理和分析，提取焊接过程中的关键信息，如焊缝位置、焊接质量等。

-缺陷检测：通过图像处理算法，检测焊接接头中可能存在的缺陷，如气孔、裂纹等。

-自适应控制：根据视觉系统的反馈信息，实时调整焊接参数和焊接路径，以适应工件表面的变化和不规则形状。

4. 安全系统：焊接机器人在操作过程中需要考虑安全性，以防止人员受伤或设备损坏。

安全系统的功能包括：-防护装置：机器人周围设置防护装置，如安全栅、光幕等，以防止人员误入危险区域。

工业机器人控制系统的开发与设计研究随着工业化进程的加快，工业机器人越来越多地被应用到生产制造中。

而控制系统作为工业机器人的核心部件，其重要性也愈发凸显。

本文将从工业机器人控制系统的开发及设计两个方面来进行相关研究。

一、工业机器人控制系统的开发1.传感器的选择及应用工业机器人能够完成精度高、重复性好等要求较高的操作任务，离不开先进传感器技术的支持。

在工业机器人控制系统开发中，传感器的选择及应用起到至关重要的作用。

首先，要根据机器人操作环境及任务情况来选择适合的传感器。

比如，在机器人用于半导体芯片生产制造时，需要用到高精度光学传感器，而在需要执行较重力量操作时则需要用到扭矩传感器等。

其次，传感器的数据采集与分析也需要重视。

目前，工业机器人控制系统采用的多为数字量信号，而传感器采集的数据为模拟量信号，需要进行模数转换和滤波等处理后才能用于控制系统中。

在数据处理过程中，也应该考虑到影响数据准确性的因素，如传感器安装位置、传感器接口质量等。

2.控制算法的研究控制算法是工业机器人控制系统开发中的重要一环。

目前常用的控制算法有位置控制、力控制、视觉控制等。

位置控制是最常用的算法之一，主要是控制机器人在空间中的位置坐标、速度和加速度等。

位置控制的核心是控制系统对目标位姿的计算和机器人关节位置的实时调节。

力控制是一种基于力传感器的智能控制方式，主要应用于需要感知和控制机器人执行的力量、力矩和压力等力学量的自适应场景中。

在力控制中，系统会根据当前的力矩值和控制要求，进行动态调整，使机器人始终保持一定的力量和力矩。

视觉控制主要是通过相机等设备采集机器人周围的图像，来实现通过图像的处理和分析来实现机器人的位置和姿态确定等。

视觉控制用于特定的工业生产制造任务中，如自动化焊接、在线质量检测等。

二、工业机器人控制系统的设计研究1.软件设计在工业机器人控制系统设计过程中，软件设计是不可或缺的一部分。

工业机器人软件设计的关键是在控制系统和执行机构之间建立联系，并能够根据实际情况随时进行调整和优化。