智能制造与机器人焊接技术的集成与应用

许良良

摘要：伴随着我国社会经济的不断进步，传统制造技术已经跟不上时代发展的步伐，尤其是工业制造产业在当前阶段面临着巨大的挑战，而人工智能技术的发展和创新，则给传统制造行业带来了新的发展机遇。工业机器人作为智能制造技术的代表，其有着占地面积小、利用效率高的优势，受到了人们的青睐，也越来越多的被应用到各行各业之中。

关键词：工业机器人;智能制造;工业制造

引言

在焊接机器人的前景当中，出现了之前从未出现的机遇，就是在技术不断发展的同时，焊接机器人的售价却是在下降，性价比的提升成为了显而易见的事情;除此之外，现在阶段的劳动力成本处于一个不断上升的状态，我国迈出了由工业制造大国向工业制造强国的脚步。在这个过程当中，需要提升我国的产品质量、让产业的加工手段得到提高，以此来增加我国企业的国际竞争力，这些现象都可表明在焊接机器人产业还有很大的发展前景以及发展空间。

1工业机器人在智能制造中的应用优势

1.1提高产品生产效益

在工业生产中，工业机器人可替代工人完成难度较高的工作，降低智能制造企业的人工成本。同时，工人在完成枯燥的生产制造操作时，易出现心理情绪，影响操作的精度，工业机器人没有情绪，可持续保障工作的精度，提高产品生产质量。可见，在智能制造中，工业机器人的应用可提高产品质量、降低生产成本，制造企业可获得更高的生产效益。

1.2降低生产成本

在当今社会，企业用工成本呈现出连年上涨的趋势，这为企业的经济效益带来了很重的负担，在科学技术不断发展的背景下，由机器人代替一线工人已是未来发展的必然趋势。传统的人力用工往往存在着很多的问题，企业不仅要为他们支付较高的薪资报酬，而且还要在安全、环境等方面提供有力的保证，且工人还具有流动性高的特点，一旦出现用工荒，将会给企业的正常运营带来很大影响。而相对来说，机器人则不存在以上缺点，机器人的使用成本也只包括制造成本和维修成本，相比于人工成本则少了很多。另外机器人还具有工作效率高、工作时间长等优点，只要日常维护保养得当，机器人可以保持长时间的高效工作。例如：在汽车制造行业，大力推广使用工业机器人可以降低人工成本的支出，还可以提高工作的精度和质量，大幅度增加企业的经济效益[1]。

2工业机器人在智能制造中的应用

2.1工业机器人在数控机床中的应用

在现代工业生产中，机器人可以应用在各种生产活动中，既可以是不相同的单品生产线，也可以是不同生产规模的柔性生产线。在这些生产线上广泛应用工业机器人可以提升工作效率、改善工作环境，减少对原材料的浪费，降低工业生产的成本。例如：机器人可以实现和不同类型数控机床的连接，从而可以按照不同要求来进行生产，为打造柔性生产线打下良好的基础。在一些制造企业中，加工工件的生产线主要包括卧式加工中心和机器人两大部分，而工业机器人则主要负责工件的搬运任务，通过扫描系统，控制器可以根据机器人的扫描结果来判断何时运输工件。工业机器人还可以使用视觉传感器来进行精确定件，实现工件的运输任务。

2.2焊接跟踪技术

焊接机器人能因地制宜地在焊接空间中自动寻找与跟踪焊缝，对焊缝的起点与终点实施跟踪，实现焊枪能够自动的对焊缝的位置实施自适应的控制。焊缝跟踪技术的使用，能够跟踪传感电弧电压，这样就能够自动的寻找焊缝的起点与终点，并为焊接的弧长提供参考点，这样，在焊接的过程中，机器人就可以根据弧长的变化来感应焊接的起点与终点，自动的采用电弧传感器控制电压自适应的对焊接过程进行控制[2]。

2.3控制系统软件单元的组成

控制系统的核心定义是网络通信。主要工作方法是通过网络将PLC，工装精密定位轴，abb弧焊机器人系统，人机界面，机器人外轴，固定缸通讯阀，电焊机系统和其他控制组件集成到控制系统中。沟通。这是工业模式下相对稳定的通信系统架构。主控制器采用PLC，移动轴可以确定位置，控制夹紧缸，并配置和调整焊接机器人的工作。人机界面可以将这些数据上传到控制系统。通过这些系统的合作，利用各种领先的制造技术，将原来的车间规划转化为智能自动化信息项目。

2.4在汽车企业生产中的应用

第一，在零部件运输环节。工业机器人可自动完成汽车零部件的运输与装配工作，根据不同生产环节，可为工业机器人配置不同工具，保障零部件运输与装配的准确性，如法兰盘抓放工具等。第二在车体焊接环节。该汽车制造企业编制焊接工作运行程序，置于工业机器人系统中，为工业机器人配置相应的焊接工具，与传感器配合使用，自动完成车体焊接操作。和人工操作相比，焊接机器人的操作更为准确，且焊接机器人可根据车体焊接要求，完成人圆弧插补或直线插补等操作，提高焊接质量。第三在外车喷漆环节。在传统汽车喷漆环节，人工操作可能出现喷漆厚度不均等现象，影响产品外观质量。为工业机器人配置相应的喷漆工具与程序，可保障外车喷漆的一致性，并在喷漆结束后完成涂胶操作，提高生产效率。第四在整车装配环节。随着汽车制造技术的发展，制造企业使用的零部件越来越多，人工装配表现出精度低、效率低等问题。该汽车制造企业在整车装配环节配置装配机器人，可根据内置程序规范装配汽车座椅、车窗、车内电池、灯具及仪表等部件，保障整车装配的精度，提高汽车产品的质量[3]。

3工业机器人在智能制造中的应用策略

3.1加强科技创新、提升技术水平

由于我国工业机器人的研发和应用起步相对较晚，和西方发达国家相比还存在着不小的差距，生产机器人所用的一些关键零部件还需要从国外进口。针对这些问题，相关部门还应加强对工业机器人研发的技术投入以及资金投入，以提高国产机器人的整体集成化水平，满足企业智能制造的需求，不断缩短和世界先進水平的差距。例如：智能制造企业可以自主研发关于机器人服务平台和工业云平台，组建起专业的工业机器人技术研发和维护保养团队，并结合企业自身智能制造的需求来进行机器人的研发，从而完成企业柔性智能装配系统以及自动化生产系统。

3.2加强性能优化

目前我国工业机器人在制造企业中的应用集中于运输、焊接等环节，性能相对单一。为扩大工业机器人的应用广度，工业机器人的性能需不断优化，结合智能制造企业的生产需求，实现工业机器人在生产线的全覆盖，真正实现智能制造。例如，企业可将工业机器人中设置智能化识别功能，利用光谱图像识别技术，将外观存在瑕疵的产品剔除，实现产品验收环节的自动化;企业可将人工智能技术用于工业机器人中，提高工业机器人的操作精度与辅助性能，可将其拓展至产品设计环节，自动完成设计、质量评估与出图等操作;结合医疗设备应用要求，进行焊接工业机器人与穿刺机器人的研发，将工业机器人的应用领域从汽车、钢铁等行业，拓展至医疗、食品、建筑材料与电子等领域，推动行业的智能化、现代化发展。

4结束语

加强对于工业机器人的应用不仅可以提高生产的效率和质量，打造出柔性生产线，还能够实现企业制造的智能化发展，因此只有加强工业机器人在智能制造中的探索和创新才能够充分发挥出工业机器人的优势，不断推动智能制造向前发展。

参考文献：

[1]戚骁亚，刘创，富宸，等.群智进化理论及其在智能机器人中的应用[J].中国工程科学，2019（04）：101-111.

[2]杨丽娟.基于视觉传感的机器人管道焊接关键技术研究[D].南京航空航天大学，2019.

[3]黄一骁.智能制造要求下的新能源汽车焊接技术浅谈[J].内燃机与配件，2019（06）：214-216.