焊接专家系统的应用及发展

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。

数字化技术在焊接工艺中的应用摘要：随着信息化技术发展和普及，数字化已经成为制造行业信息化生产的基础，焊接作为制造业最基本的加工手段，在焊接工艺发展中有着重要的地位。

对数字化技术在焊接工艺中的应用发展做出了展望，希望能够促进焊接工艺自动化与智能化，为我国制造行业发展打下坚实的技术基础。

关键词：数字化技术；焊接工艺；发展前景引言随着现代化信息技术发展，数字化技术被应用于各行各业当中，焊接技术是材料加工的重要技术手段，是制造行业中不可或缺的一部分。

数字化焊接技术主要依托于计算机与网络技术，通过对数字信息进行处理来实现焊接全过程数字化控制，从而达到自动化焊接目标。

基于计算机与互联网技术，焊接工艺参数可以建立专家数据库，并具备许多优点，例如焊接设备制造模块化、工艺参数专家化、过程控制数字化、生产过程智能化以及技术管理网络化等。

总之，数字化焊接技术不仅可以提高产品质量和使用寿命，还能够减少材料损耗、降低生产成本，从而提升装备制造业整体水平，为我国制造行业发展奠定技术基础。

1总体设计1.1功能划分与实现氢氧微火焰自动锡焊系统主要由四大模块组成，分别是氢氧微火焰发生模块、送丝模块、焊针和送丝针头进给控制模块、焊点定位模块。

四大模块可以实现单独控制，并由上位机示教器进行焊接参数设置，之后和外部安全设施部分、供电部分、外部支撑部分组合，构成整个氢氧微火焰自动锡焊系统，其架构如图1所示。

1.1.1氢氧微火焰发生模块氢氧微火焰发生模块由气体发生器、防回火安全装置、火焰针头等组成，。

气体发生器，通过电离去离子水生成稳定的氢氧混合气体；防回火安全装置是氢氧微火焰发生器的主动防御装置，在气体管路中安装防回火装置能阻止氢氧焰火返回气体管路，保证系统中气体的燃烧安全；焊接火焰针头（焊针），位于氢氧焰管路末端，根据不同焊接对象对焊接工艺的要求，可选择不同孔径的火焰针头，确保焊接质量和焊接效率。

用户通过调节气体发生器上的流量旋钮控制气压大小，生成稳定合适的氢氧微火焰焊接热源。

自动焊技术在石油化工管道施工中的应用与发展前景自动焊接技术具有工作效率高、焊接质量稳定、对焊接过程中操作人员技术要求较低的特点，在一些欧洲发达国家的石油化工管道施工中得到了大量運用。

而在我国的石油化工管道施工中自动焊接技术的应用是相当低的，绝大多数的焊接手法都是以手工焊接为主。

在焊接时间上、焊接成本上都是无法与自动焊接相提并论。

怎样将自动焊接技术大量地运用到石油化工管道的施工中成为我国石油化工管道焊接技术发展的首要目标。

标签：自动焊;管道施工;应用发展1 自动焊技术的介绍自动焊接工艺具有焊接效率高、焊接的质量十分稳定、焊接的操作人员技术需求相对较低的优点。

并且在部分发达国家的一些石油化工管道建设中取得了广泛的应用。

然而，在中国石油化工管道的建设中，自动焊接工艺的利用是相对来说比较低的，并且大部分焊接方法主要是手工焊接。

这几年来，一些大型建筑企业利用了工厂化的管道预制工艺，但是也只能将自动焊接的比例提高到40%左右。

然而，中国石化管道建设中的主要焊接方法仍然是手工焊接为主要的方式。

就焊接的时间和焊接的成本而言，它们都不能和自动焊接相比较。

如何将自动化焊接工艺大范围的应用于石化管道的建设，已经成为了中国石化管道焊接的技术发展的第一目标。

这些年来，伴随着中国人口的逐渐减少的人口红利，劳动力成本也在一非常迅速的上升。

2 管道自动焊技术在炼油化工装置建设工程的应用20世纪90年代的中期，中国部分炼化企业开始关注自动化焊接的大规模使用，随之应运而生的是管道预制工厂技术。

并且已经完成管道除锈、防腐底漆涂装、坡口的加工和流水工业的自动焊接。

应用各焊接站的管道旋转以及位移装置，采用埋弧焊、气体保护焊这些技术完成了焊接的接头在水平旋转情况下的焊接，完成焊接的工作量约为40%的总工程量。

极大的提高了施工效率以及施工质量。

为了习惯高度移动的工作环境，它也能制成由多个容器组成的模块化预制化生产线。

当前，大多数管道预制设备的自动焊接应用仅限于旋转焊接接头的焊接。

计算机技术在焊接自动化中的应用摘要】伴随科学技术的不断发展，计算机技术已经取得了完善的研究成果，且良好的运用在当下的生产生活中。

焊接自动化的应用得益于计算机技术的发展，对此文章就计算机技术在焊接自动化中的应用进行分析。

【关键词】计算机技术焊接自动化技术应用当下计算机技术的完善为焊接自动化的发展提供了基础，也就使得焊接自动化在机械制造业中的应用更加广泛。

计算机系统能够控制焊接设备的精密度等，能够提高焊接工作的质量与效率，同时计算机技术与焊接自动化的结合是实现生产自动化的必然途径。

一、计算机辅助焊接过程控制焊接过程自动化既可以有效提高生产效率，又能确保产品高质量。

利用计算机设置精密的工艺参数，并进行科学合理的调节，避免了人工操作的非一致性，在金属焊缝的质量控制方面效果尤为明显。

例如，哈尔滨工业大学对TIG焊做了深入研究，从正面熔透的角度出发，研制出熔池振荡法，利用弧光传感器测定熔池振荡的幅度，根据振荡的固有特征进行熔透控制。

这种熔池振荡法对高强合金钢和低碳钢的焊接控制效果奇佳。

焊接过程的精准控制得益于计算机的高精度运算和大容量存储功能，尤其是模糊控制技术和神经元网络的应用，更为熔透控制插上了一双飞翔的翅膀。

二、焊接专家系统焊接专家系统是指专门设计的用以模仿某领域专家的知识和推理方法，并能像人类专家一样解决特定领域的复杂问题的计算机软件系统。

与常规计算机程序相比，具有知识大多是被个人拥有的专家知识、输出结果通常是建议或选择、推理过程可了解等显著特点。

专家系统主要包括知识库、推理机、数据库和人机接口。

其应用主要集中在焊接结构安全评定、缺陷诊断、焊缝成本估算、焊材选择、焊接结构CAD、焊接方法选择等方面。

三、计算机辅助工艺设计CAPP焊接是工业生产中最重要的材料成型方法之一，已广泛应用于航天、造船、化工、建筑、汽车、电力以及微电子等领域。

焊接质量既是最终产品质量和性能的保证，也同生产成本直接关联。

传统的焊接工艺编制与管理完全依赖于手工劳动，不仅造成了大量的重复劳动，浪费了人力物力，而且常常因人为失误而影响产品质量，导致生产成本增加。

焊接自动化技术及应用引言概述：焊接是一种常见的工艺，广泛应用于制造业领域。

随着科技的发展，焊接自动化技术逐渐成为焊接领域的热点。

本文将从四个方面介绍焊接自动化技术及其应用。

一、焊接自动化技术的概念和发展1.1 自动化焊接的定义自动化焊接是利用机器或机器人代替人工进行焊接操作的技术。

它通过自动化设备的运动控制、传感器的应用和智能化的控制系统，实现焊接过程的自动化。

1.2 焊接自动化技术的发展历程焊接自动化技术起源于20世纪50年代，经过几十年的发展，如今已经成为现代焊接领域的重要组成部分。

随着机器人技术、传感器技术和控制系统技术的不断进步，焊接自动化技术也得到了极大的发展。

1.3 焊接自动化技术的分类根据焊接过程的特点和应用需求，焊接自动化技术可以分为点焊自动化、弧焊自动化、激光焊接自动化等多种类型。

每种类型都有其独特的特点和适用范围。

二、焊接自动化技术的优势和挑战2.1 优势焊接自动化技术可以提高焊接的稳定性和一致性，减少人为因素对焊接质量的影响。

同时，自动化设备的运行速度快，效率高，可以大幅度提高焊接生产效率。

此外，焊接自动化技术还可以减少劳动力的使用，降低人力成本。

2.2 挑战焊接自动化技术的应用面临一些挑战，如设备成本高、技术要求高、操作复杂等。

此外，焊接自动化技术的应用还需要考虑焊接材料的特性、焊接接头的形状和尺寸等因素，这对技术的研发和应用提出了更高的要求。

2.3 发展趋势随着工业4.0的推进，焊接自动化技术将更加智能化和高效化。

未来，焊接自动化技术将更加注重人机协作，实现人机一体化的焊接生产方式。

三、焊接自动化技术在制造业中的应用3.1 汽车制造业汽车制造业是焊接自动化技术应用最广泛的领域之一。

自动化焊接设备可以实现汽车车身焊接的高速、高质量和高效率，提高汽车生产线的产能和品质。

3.2 船舶制造业船舶制造业对焊接质量和效率要求较高，传统的手工焊接已经无法满足需求。

焊接自动化技术的应用可以提高船舶焊接的一致性和稳定性，提高船舶的结构强度和耐久性。

电焊机行业现状及发展趋势(3)——电焊机行业“十一五”规划( 报批稿)3．电焊机发展趋势随着市场竞争的日益加剧，适者生存，优胜劣汰将成为电焊机行业结构调整的必然趋势。

有些电焊机企业在竞争中发展壮大，甚至发展成大集团；有些企业将面临破产，或被兼并、收购，从而退出电焊机行业。

但无论是从目前电焊机产量构成比的发展趋势，还是从电焊机的技术发展方向上看，我国电焊机今后将向高效、节能、机电一体化和成套方面发展。

3．1 弧焊设备弧焊设备是量大面广的焊接设备。

弧焊设备从焊机自动化程度上分，有手工焊机、半自动焊机、自动化焊机、机器人焊机、智能化焊机；从电源性质上分，有交流焊机、直流焊机、交直流两用弧焊机；从控制方式上分，有晶闸管焊机、IGBT逆变焊机、数字式焊机、微机（单片）控制弧焊机；从使用方式上分，有焊条电弧焊机、气体保护焊机、埋弧焊机。

a. 目前，在我国弧焊设备正在逐渐赶上和接近国际水平，我国弧焊设备生产品种多，产品齐全。

电流从10多安到1250安、从书包大小到大型埋弧焊机、从手工操作到智能化焊接机器人都有生产；IGBT逆变和单片机控制技术在弧焊设备中普遍应用，并制成较为通用的控制器，但晶闸管焊机仍然具有稳定的市场；CO2焊机、MIG焊机更多的采用一脉一滴的精确控制技术，使焊接飞溅更少，焊缝成形更加美观，焊接质量得到提高；数字式焊机的研制受到很多科研院所、大型企业的重视，并得到更多生产厂家的认知和欢迎；专家系统、智能化焊机、焊接质量监控与跟踪系统（如弧长跟踪，焊缝摆动装置，机械、光学、电子式焊缝跟踪等）的研究更加深入，应用越来越普遍；弧焊机器人在自动化生产、困难及有危害性生产环境中扮演着更加重要的角色；在弧焊设备的研制过程中，环保意识逐渐加强，软开关技术、焊接设备的电磁兼容性、无铅化生产、高频防护、防触电装置受到许多研究者、厂商、使用者的重视；绝大部分焊接生产厂家通过了ISO9000质量体系及3C强制性产品认证，加强内部管理、提高产品质量、树立品牌意识、提高市场竞争力已成为广大焊接设备生产厂家的自觉行动。

焊接自动化技术及应用一、引言焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于创造业的各个领域。

随着科技的不断发展，焊接自动化技术逐渐成为焊接行业的趋势。

本文将详细介绍焊接自动化技术的原理、应用领域以及优势。

二、焊接自动化技术的原理焊接自动化技术是利用计算机控制系统和机器人等设备，实现焊接过程的自动化操作。

其原理主要包括以下几个方面：1. 传感器技术：通过传感器对焊接过程中的温度、电流、电压等参数进行实时监测和反馈，确保焊接质量的稳定性和可靠性。

2. 控制系统：采用先进的控制算法和控制器，对焊接设备进行精确控制，实现焊接过程中的自动化操作。

3. 机器人技术：利用机器人进行焊接操作，通过编程和路径规划，实现焊接工艺的自动化和灵便性。

4. 数据处理与分析：通过对焊接过程中产生的数据进行处理和分析，提取实用的信息，用于优化焊接工艺和改进焊接质量。

三、焊接自动化技术的应用领域焊接自动化技术在各个行业都有广泛的应用，以下列举几个主要的应用领域：1. 汽车创造业：汽车创造是焊接自动化技术的主要应用领域之一。

通过引入焊接机器人和自动化焊接线，可以大大提高汽车焊接的效率和质量。

2. 航空航天工业：航空航天工业对焊接质量和安全性要求较高，焊接自动化技术可以提供高精度和高可靠性的焊接解决方案，保证飞行器的安全性。

3. 钢结构建造：钢结构建造需要大量的焊接工艺，利用焊接自动化技术可以提高施工效率，减少人力成本，并保证焊接质量。

4. 电子创造业：电子创造业对焊接精度和速度要求较高，焊接自动化技术可以提供高速、高精度的焊接解决方案，提高生产效率。

四、焊接自动化技术的优势焊接自动化技术相比传统手工焊接具有以下几个优势：1. 提高焊接质量：焊接自动化技术可以实现焊接过程的精确控制，减少焊接缺陷的产生，提高焊接质量的稳定性和可靠性。

2. 提高生产效率：焊接自动化技术可以实现焊接过程的连续和高速操作，大大提高生产效率，减少生产周期。

3. 减少人力成本：焊接自动化技术可以减少人工操作的需求，降低人力成本，提高企业的竞争力。

数值模拟在焊接领域的现状和发展前景焊接是一个涉及电弧物理、传质传热、冶金和力学的复杂过程，单纯采用理论方法，很难准确的解决生产实际问题。

因此，在研究焊接生产技术时，往往采用试验手段作为基本方法，其模式为“理论—试验—生产”，但大量的焊接试验增加了生产的成本，且费时费力。

随着计算机软硬件技术的快速发展，引发了虚拟制造技术的热潮，这其中就包括焊接热加工过程的数值模拟。

焊接数值模拟技术的出现，为焊接生产朝“理论—数值模拟—生产”模式的发展创造了条件。

焊接数值模拟技术的发展使焊接技术正在发生着由经验到科学、由定性到定量的飞跃。

焊接数值模拟，是以试验为基础，采用一组控制方程来描述一个焊接过程或一个焊接过程的某一个方面，采用分析或数值方法求解以获得该过程的定量认识。

焊接数值模拟的关键是确定被研究对象的物理模型及其控制方程。

而焊接物理模拟是采用缩小比例或简化了某些条件的模拟件来代替原尺寸形状的实物研究。

物理模拟可以校验、校核数值模拟的结果，作为数值模拟的必要补充。

数值模拟是对具体对象抽取数学模型，然后用数值分析方法，通过计算机求解。

经过几十年的发展，开发了许多不同的科学方法，其中有：（1）差分法法；（2）有限元法；（3）数值积分法；（4）蒙特卡洛法。

目前，焊接数值模拟已遍及各个焊接领域，主要研究内容有：（1）焊接热传导分析；（2）焊接熔池流体动力学；（3）电弧物理；（4）焊接冶金和焊接接头组织性能的预测；（5）焊接应力与变形；（6）焊接过程中的氢扩散；（7）特殊焊接过程的数值分析，如电阻点焊、陶瓷金属连接、激光焊接、摩擦焊接和瞬态液相焊接等；（8）焊接接头的力学行为。

焊接数值模拟的理论意义在于，通过对复杂或不可观察的现象进行定量分析和对极端情况下尚不知的规则的推测和预测，实现对复杂焊接现象的模拟，以助于认清焊接现象本质，弄清焊接过程规律。

焊接数值模拟的现实意义在于，根据对焊接现象和过程的数值模拟，可以优化结构设计和工艺设计，从而减少试验工作量，提高焊接接头的质量。