焊接工業(yè)機(jī)器人使焊接過程自動(dòng)化，以提高準(zhǔn)確性、增強(qiáng)安全性并減少完成每個(gè)項(xiàng)目所需的時(shí)間。這種優(yōu)勢(shì)使得焊接工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)焊接過程成為手動(dòng)金屬連接的流行替代方法。一些行業(yè)利用這種自動(dòng)化流程來(lái)盡快獲得所需的結(jié)果。

一、焊接機(jī)器人焊接工藝

焊接工業(yè)機(jī)器人主要用于需要高生產(chǎn)率的行業(yè)。通常，點(diǎn)焊和弧焊可以在機(jī)器人的幫助下進(jìn)行。除了電阻點(diǎn)焊和電弧焊工藝外，用于生產(chǎn)目的的兩種常見的焊接工藝分別是金屬惰性氣體 (MIG) 焊接和鎢極惰性氣體 (TIG) 焊接。

焊接工業(yè)機(jī)器人使過程自動(dòng)化，保證了更高的精度、更少的浪費(fèi)和更快的操作。隨著機(jī)械設(shè)備的廣泛應(yīng)用，焊接工業(yè)機(jī)器人可以適應(yīng)包括電弧、電阻和點(diǎn)焊等多種焊接工藝。較為常見的焊接工業(yè)機(jī)器人焊接工藝之一是電弧焊工藝。電弧焊是一種焊接過程，其中金屬與金屬通過電融合在一起。使用直流 (DC) 或交流 (AC) 電流在電極(消耗性或非消耗性)和金屬之間形成電弧，使它們?nèi)刍⒔Y(jié)合在一起。

電阻點(diǎn)焊工藝：電阻點(diǎn)焊是一種焊接工藝，其中使用兩個(gè)成型的銅合金電極將焊接電流集中到一個(gè)點(diǎn)中，同時(shí)將板材連接在一起。強(qiáng)行進(jìn)入一個(gè)點(diǎn)的高電流導(dǎo)致金屬熔化并形成焊縫。通過在特定位置使用高電流，在焊接過程中不會(huì)加熱板材的其余部分。

點(diǎn)焊工藝：由于某些材料可以抵抗電流，從而使它們無(wú)法進(jìn)行其他形式的焊接。這種情況經(jīng)常發(fā)生在汽車工業(yè)中，用于拼裝車身的零件。為了克服這個(gè)問題，焊接工業(yè)機(jī)器人使用電阻焊工藝的變體將一對(duì)薄金屬板連接在一個(gè)點(diǎn)上。

二、管道焊接機(jī)器人的可視焊縫追蹤系統(tǒng)

人們提出來(lái)一種以產(chǎn)生可視光線為基礎(chǔ)的焊縫追蹤系統(tǒng)，這種系統(tǒng)應(yīng)用于管道焊接機(jī)器人中。首先，在對(duì)焊接表面激光反射和照相機(jī)的位置，激光所在的平面以及焊接后激光條紋圖像的效果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了視覺傳感器。為了防止在焊縫圖像中出現(xiàn)嚴(yán)重的反射擾亂，人們開發(fā)了圖像處理和特征抽取的運(yùn)算法則。為了對(duì)管道焊接進(jìn)行焊縫追蹤，人們采取了一種圖像視覺控制系統(tǒng)。人們通過控制管道焊接機(jī)器人的焊縫追蹤實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)這個(gè)系統(tǒng)的性能。

在涉及機(jī)器人焊接的相關(guān)問題中，焊縫追蹤是其中的一個(gè)重要問題，它也是進(jìn)行高質(zhì)量的自動(dòng)化焊接的基礎(chǔ)。工業(yè)上的焊接機(jī)器人大部分用于教學(xué)，并且機(jī)器人重復(fù)這個(gè)路徑以滿足焊接中光束的位置要求。在焊接機(jī)器人的這種模式中存在一些問題，例如焊接位置的不準(zhǔn)確性，由熱量擴(kuò)散而導(dǎo)致焊接處的變形與扭曲。這些問題導(dǎo)致光束偏離其理論上的焊接路徑，所以在焊接的過程中控制光束的焊縫軌跡是必要的。其次，管道焊接機(jī)器人不能預(yù)先對(duì)焊縫進(jìn)行定義，因?yàn)楫?dāng)管道改變方向時(shí)，焊縫可能偏離管道內(nèi)部的位置。焊縫的軌跡可以隨著軸線方向上管子的移動(dòng)而改變。在這種情況下，這種模式就不適合進(jìn)行管道的焊接，并且焊接機(jī)器人需要修正光束和及時(shí)焊接時(shí)焊縫之間偏移。

為了避免在移動(dòng)管道時(shí)出現(xiàn)焊縫的偏離，解決的辦法是用三自由度多機(jī)械手來(lái)升降管子，調(diào)整管子的位置，并擺正管子的方向。當(dāng)管子改變方向時(shí)，焊縫將偏離其原來(lái)的位置，然后，在進(jìn)行高質(zhì)量的焊接時(shí)就需要焊縫追蹤系統(tǒng)。