焊接机器人研究

焊接工业机器人论文报告机械卓越1102 游华栋（1.江阴宇博科技，江苏省江阴市邮编214400；）摘要：工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。

工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

是要在多学科知识的综合应用方面，强化机器人技术应用能力的培养，以满足机械类应用型高级人才的培养。

结合有关文献对焊接机器人的机械结构、电机驱动、运动学计算、控制技术、传感器、轨迹规划与编程操作等应用进行系统解构。

机器人技术代表了机电一体化技术的最够研究成果，涉及机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论、自动控制技术及人工智能等多门学科，当代科学技术发展最活跃的领域之一。

关键词：焊接机器人；结构设计；控制方式；感觉系统；Welding industrial robot reports HUADONG YOU(YUBO Technology Co., Ltd. ,Jiangyin, ,JiangYin province, 214400, china)Abstract:The industrial robot is a multi joint manipulator for industrial areas or more degrees of freedomrobot. Industrial robot is automatically performing work machine equipment, a machine that is controlled by its own power and ability to achieve the various functions. It can accept human command, and can also be run in accordance with the procedures of pre-arranged, modern industrial robots can also make according to the principles of the programme of action of the artificial intelligence technology. Is to be in the integrated application of multi subject knowledge, strengthen the training of application ability of robot technology, in order to meet the training applied talents of machinery. Based on relevant documents of a welding robot mechanical structure, the motor drive, kinematics, control technology,sensor, trajectory planningand programming operation application system deconstruction. Robot technology represents the mechatronics technology enough research results related to mechanical engineering, electronic technology, computer technology, automatic control theory, automatic control of multi discipline technology and artificial intelligence, one of the most active fields of contemporary science and technology development.正文：我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。

移动式焊接机器人焊缝跟踪控制研究柳长春 郑军 吴峰 潘际銮 （清华大学机械工程系，北京100064）摘要：针对在工业中有广泛应用前景的移动式焊接机器人，建立了机器人的数学模型，并根据工作情况，对其进行了简化处理，在此基础上，设计了控制器，并用李雅普诺夫直接法证明了该控制器的全局一致收敛性。

对于弯曲焊缝跟踪问题，提出采用双线激光视觉传感器检测机器人位置偏差和姿态角偏差，基于姿态角偏差的变化率，在线估计参考角速度的值。

仿真和机器人运动实验验证了该控制方法的有效性。

关键词：移动焊接机器人 焊缝跟踪 李雅普诺夫方法 双线传感器0前言焊接机器人是实现自动焊接的方法之一,已成为焊接自动化一个新的发展方向和研究热点[1]。

移动式机器人具有机构简单、适应性强、能够在非结构环境下进行作业等特点，具有很好的应用前景[2]。

焊缝跟踪效果直接影响着机器人自动焊接的质量。

作为一类典型的非完整系统，移动机器人的路径跟踪近年来引起了科研工作者的重视。

Kanayama 等人采用动态反馈线性化方法获得指数收敛的跟踪控制率，该方法具有阶数高和闭环系统有奇异点的不足[3]。

文献[2, 4]采用backstepping方法，设计了控制器，该控制器具有阶数低的优点，然而，控制器结构复杂，所需反馈量在工程中难以获取。

此外，还有学者研究了模糊控制在机器人路径跟踪中的应用，模糊控制虽然可以实现较大范围的有效跟踪，但模糊控制器性能受人为因素影响很大。

本文对一类新型的，具有四自由度，受非完整约束的焊接机器人，建立其运动模型，设计了焊缝跟踪控制器，并采用李雅普诺夫方法证明了该控制器可以实现跟踪误差的全局收敛，进行了仿真和机器人实验，验证了该方法的有效性。

1 机器人运动学模型机器人结构如图1所示：图 1机器人结构示意图机器人由车体，焊枪，十字滑块组成，焊枪通过十字滑块与车体连接，具有横向自由度，速度为u，图中，t表示焊枪前端，位姿坐标为(,,)Tx y θ，v 表示车体几何中心线速度，w 表示车体角速度。

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。

焊接机器人文献综述关节机器人对基于视觉反馈控制的激光焊接的焊缝追踪摘要：激光焊接对于机器人轨迹精度有相当高的要求。

为了提高机器人激光焊接时的动态轨迹精度，人们基于立体视觉反馈控制的原理提出一种新的三维焊缝追踪的方法。

这种方法建立了一种可视反馈控制系统，在该系统中有两个集中于一点的相机被安装在工业机器人的后面。

人们建造了一种具有坐标系统的工具以便把机器人最终环节的位置转移到该工具上。

人们提出了一种GPI 转移方法，这种方法是利用双目望远镜可视技术和一种逐行选配的修改法则来计算激光焦点和焊缝的位置，它使得激光焦点和焊缝之间的动态轨迹错误可以计算出来。

人们最终控制机器人的移动，并且在机器人运动学的基础上尽可能减少运动轨迹的错误。

实验结果表明，这种方法能有效改善用于激光焊接的工业机器人的运动轨迹的精度。

关键词：工业机器人，视觉反馈，焊缝跟踪，轨迹精度。

1 引言目前，卖给客户的关节机器人仅仅能够保证位置精度而不能保证运动轨迹。

然而，随着制造加工业的发展，一些高速和高精度的工作，例如激光焊接和切割，对轨迹精度有十分高的要求。

此外，在严格地结构化环境下目前的工业仅能够在预定的命令下移动，这限制了他们的应用范围。

人们提出了许多研究计划来改善机器人在人们所认识的环境下的能力。

作为一个重要的测量方法，视觉对改善工业机器人在人们所认识的不同的环境下的能力起着重要作用。

参照文献［1］，人们以位置为基础建造了一种具有可视伺服系统的工业机器人，并且提出了一种运算法则，当事先知道物体一些特征点的距离时，利用这种法则就可以用一台照相机估计出物体的位置和外形。

参照文献［2］，基于eye-in-hand的可视伺服结构，物体的平面移动轨迹实现了一种eye-on-object的方法。

参照文献［3］，有这样一个问题：机器人最终环节的真实位置与人们用空间路径规划和图像基础控制的方法所预期的位置相差很远。

参照文献［4］，人们开发了一种工业火焰跟踪系统来切割视觉上的平面图形。

焊接机器人项目可行性研究报告（简版）该焊接机器人项目计划总投资7712.98万元，其中：固定资产投资6248.77万元，占项目总投资的81.02%；流动资金1464.21万元，占项目总投资的18.98%。

达产年营业收入13025.00万元，总成本费用10224.06万元，税金及附加139.93万元，利润总额2800.94万元，利税总额3327.21万元，税后净利润2100.70万元，达产年纳税总额1226.51万元；达产年投资利润率36.31%，投资利税率43.14%，投资回报率27.24%，全部投资回收期5.17年，提供就业职位205个。

坚持“实事求是”原则。

项目承办单位的管理决策层要以求实、科学的态度，严格按国家《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）的要求，在全面完成调查研究基础上，进行细致的论证和比较，做到技术先进、可靠、经济合理，为投资决策提供可靠的依据，同时，以客观公正立场、科学严谨的态度对项目的经济效益做出科学的评价。

......总论、建设背景分析、产业分析预测、项目规划分析、项目选址科学性分析、土建工程设计、工艺先进性、项目环境分析、安全经营规范、风险应对说明、节能评价、项目实施方案、投资方案计划、项目经济评价、评价及建议等。

第一章总论一、项目承办单位基本情况（一）公司名称xxx科技发展公司（二）公司简介在本着“质量第一，信誉至上”的经营宗旨，高瞻远瞩的经营方针，不断创新，全面提升产品品牌特色及服务内涵，强化公司形象，立志成为全国知名的产品供应商。

公司实行董事会领导下的总经理负责制，推行现代企业制度，建立了科学灵活的经营机制，完善了行之有效的管理制度。

项目承办单位组织机构健全、管理完善，遵循社会主义市场经济运行机制，严格按照《中华人民共和国公司法》依法独立核算、自主开展生产经营活动；为了顺应国际化经济发展的趋势，项目承办单位全面建立和实施计算机信息网络系统，建立起从产品开发、设计、生产、销售、核算、库存到售后服务的物流电子网络管理系统，使项目承办单位与全国各销售区域形成信息互通，有效提高工作效率，及时反馈市场信息，为项目承办单位的战略决策提供有利的支撑。

中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究近年来，随着工业技术的不断进步和自动化水平的提高，机器人在制造业中的应用越来越广泛。

尤其是在焊接行业，传统的手工焊接已经很难满足大规模、高效率和高质量的需求。

而机器人焊接具有操作自动化、速度快、质量稳定等优势，因此被广泛应用于各个领域。

中厚板多层多道焊接是一项复杂的工艺，在机器人焊接中也是一个具有挑战性的任务。

对于传统的焊接路径规划方法来说，由于焊缝的复杂性和焊接速度的要求，使得路径规划变得十分复杂。

而且，中厚板多层多道焊接还需要考虑到热变形等因素，要求机器人在规定的位置焊接，以保证焊接质量。

为了解决中厚板多层多道焊接中的路径规划问题，研究人员开展了仿真研究。

通过建立三维模型，模拟焊接过程，可以对机器人焊接路径进行优化算法的设计和验证，以提高焊接效率和焊接质量。

首先，研究人员将焊接对象进行三维建模，包括中厚板的几何形状、焊缝的位置和尺寸等信息。

然后，确定焊接任务的要求，包括焊接速度、焊接质量等。

接着，结合焊接路径规划原理，设计了一种适合中厚板多层多道焊接的路径规划算法。

路径规划的核心是确定机器人的运动轨迹。

在仿真研究中，可以通过数学建模和计算机模拟，找到最优的运动轨迹。

研究人员可以根据焊接任务的要求设置目标函数，通过不断迭代和优化，得到最佳的焊接路径。

除了机器人的运动轨迹，还需要考虑到工作空间的限制和路径规划的实时性。

中厚板多层多道焊接过程中，机器人需要考虑到焊接速度、焊接角度、避免碰撞等因素，以确保焊接效果和工作安全。

在仿真研究中，不仅可以对路径规划算法进行验证和优化，还可以模拟不同工况下的焊接过程。

通过改变焊接任务的要求、改变焊接材料的性质等参数，可以分析机器人在不同情况下的表现，并对路径规划算法进行改进。

通过中厚板多层多道机器人焊接路径规划仿真研究，可以有效提高焊接效率和焊接质量。

通过优化路径规划算法，将机器人的运动轨迹和工作空间限制结合起来，可以使焊接过程更加稳定、高效和精确。

机器人焊接论文简介机器人焊接是一种自动化焊接技术，它使用机器人代替人工进行焊接操作。

这种技术在制造行业中具有广泛的应用，能够提高生产效率和焊接质量，同时减少人工成本和工作风险。

本文将介绍机器人焊接的原理、应用领域以及未来发展趋势。

机器人焊接原理机器人焊接是指利用机器人进行焊接操作的过程。

它可以分为以下几个步骤：1.取样和传感器检测：机器人会通过传感器对焊接对象进行取样和检测，以获取焊接参数和实时反馈信息。

2.路径规划：机器人根据焊接要求和焊接对象的几何形状，计算出最优的焊接路径。

3.焊接操作：机器人根据路径规划结果进行焊接操作，控制焊接枪的位置、速度和焊接电流，完成焊接任务。

4.质量检测：机器人在焊接完成后，可以使用传感器对焊缝进行质量检测，以确保焊接质量符合要求。

机器人焊接应用领域机器人焊接在制造行业中具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1.汽车制造：汽车制造是机器人焊接的主要应用领域之一。

机器人可以用于焊接车身框架、车身板件以及其他关键零部件。

2.电子制造：机器人焊接在电子制造行业中也有应用。

它可以用于焊接电路板、电子设备外壳和连接线。

3.管道焊接：机器人焊接可用于管道制造领域。

它可以焊接各种类型的管道，包括石油管道、天然气管道和水管道。

4.空间航天：机器人焊接在航天制造领域也有应用。

它可以用于焊接航天器的结构件和航天器发动机部件。

机器人焊接的优势机器人焊接相比传统手工焊接具有许多优势：1.提高生产效率：机器人能够快速、精确地完成焊接任务，提高生产效率。

2.提高焊接质量：机器人焊接可以准确控制焊接参数，保证焊接质量的一致性。

3.减少人工成本：机器人焊接可以代替人工进行焊接操作，减少人工成本。

4.减少工作风险：机器人焊接可以减少人工与高温、有毒等环境接触的风险，提高工作安全性。

机器人焊接的挑战机器人焊接也面临一些挑战：1.复杂工件的焊接：对于一些复杂形状的工件，机器人焊接可能需要更复杂的路径规划和控制算法。

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。