摘要：焊接是一種應(yīng)用較為廣泛的連接方式。在焊接加工過(guò)程中，如何在確保其精度和質(zhì)量的基礎(chǔ)上加快作業(yè)效率，是相關(guān)人員首要解決的問(wèn)題。焊接機(jī)器人的出現(xiàn)，使得焊接技術(shù)水平得到了進(jìn)一步提升。利用焊接機(jī)器人可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成一些人工無(wú)法完成的作業(yè)，降低焊接作業(yè)安全事故的發(fā)生概率。為促進(jìn)焊接機(jī)器人的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)不斷加大相關(guān)技術(shù)的研究力度。

　　1焊接機(jī)器人在焊接技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)

　　1.1模糊控制技術(shù)

　　利用焊接機(jī)器人開(kāi)展的焊接作業(yè)具備復(fù)雜性特征，體現(xiàn)在焊槍末端與工件接觸后會(huì)產(chǎn)生高溫、弧光和噪聲。其中，高溫會(huì)引起焊縫變形，弧光和噪聲會(huì)影響機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)采集圖像的清晰度，從而引起焊接精度下降。為避免上述問(wèn)題的發(fā)生，可在焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)整焊槍的動(dòng)作，以縮小焊縫與焊槍末端的偏差，提高焊接質(zhì)量。焊接機(jī)器人是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，因此傳統(tǒng)的模糊控制器無(wú)法滿足控制需要。通過(guò)開(kāi)發(fā)適用于焊接機(jī)器人控制的自適應(yīng)模糊控制器，可簡(jiǎn)化建模步驟，并提升系統(tǒng)的魯棒性，使得焊接過(guò)程更加穩(wěn)定可靠，繼而提高設(shè)備的作業(yè)效率。焊接機(jī)器人開(kāi)展焊接作業(yè)時(shí)，因?yàn)樵诔跏己附又袩o(wú)法獲得焊縫追蹤系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，所以需要依托控制器的輸入和輸出，通過(guò)模糊控制定義模型參數(shù)，從而進(jìn)一步提升焊接作業(yè)的穩(wěn)定性，降低因抖動(dòng)產(chǎn)生的誤差。自適應(yīng)模糊控制器可以滿足復(fù)雜非線性、強(qiáng)耦合系統(tǒng)的應(yīng)用需要，且隨著焊接工件形狀的變化，偏差率模型參數(shù)會(huì)隨之實(shí)時(shí)更新，確保自動(dòng)焊接順利完成。

　　1.2機(jī)器視覺(jué)技術(shù)

　　焊接作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量容易引起工件受熱變形，無(wú)法滿足高精度工件的焊接要求。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在焊接機(jī)器人中的應(yīng)用，可有效解決該類(lèi)問(wèn)題?；跈C(jī)器視覺(jué)的激光焊接機(jī)器人增加了圖像檢測(cè)模塊，焊接作業(yè)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)獲取焊縫圖像，并通過(guò)軟件完成檢測(cè)。該模塊與機(jī)器人組成伺服控制系統(tǒng)，可以保證完成精準(zhǔn)焊接。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在激光焊接機(jī)器人中的應(yīng)用，使得機(jī)器人具備了獲取圖像信息的能力，從而實(shí)時(shí)提取焊接特征，并依據(jù)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值，使機(jī)器人按相應(yīng)軌跡移動(dòng)，進(jìn)而高效、高質(zhì)量完成焊接作業(yè)。帶有機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的激光焊接機(jī)器人，采用的是三線激光條紋生成器。該生成器發(fā)出三線激光條紋后會(huì)投射到焊接工件上，此時(shí)傳感器能夠借助漫反射原理完成條紋成像。獲得的圖像中包含工件的焊接位置，且通過(guò)調(diào)整攝像機(jī)與生成器之間的角度，獲取更多與焊縫有關(guān)的信息。激光焊接機(jī)器人作業(yè)時(shí)，若發(fā)出的激光亮度過(guò)高，可能導(dǎo)致圖像曝光過(guò)度，還會(huì)對(duì)工作人員的眼睛造成一定的傷害；若是激光的亮度不足，將無(wú)法確保視覺(jué)系統(tǒng)準(zhǔn)確捕捉到焊縫特征點(diǎn)的圖像信息，從而影響檢測(cè)分析結(jié)果。針對(duì)該情況，業(yè)內(nèi)的專家經(jīng)過(guò)大量研究后發(fā)現(xiàn)，在600nm和850nm頻帶上捕捉到的圖像成像質(zhì)量較高。另外，研究過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，噪聲與弧光干擾越小，捕獲的圖像越清晰。其中：干擾主要與激光器的功率P、過(guò)濾器的波長(zhǎng)λ、工件與攝像機(jī)之間的距離d1以及特征點(diǎn)與焊池的距離d2等因素有關(guān)。查詢相關(guān)資料可知：當(dāng)P=100mW、 λ=600n m、d1=10n m、d2≤30mm時(shí)，噪聲與弧光干擾最小，且隨著干擾的減小，焊接精度顯著提升。

　　1.3圖像處理技術(shù)

　　1.3.1圖像濾波技術(shù)

　　焊接機(jī)器人作業(yè)時(shí)不可避免會(huì)產(chǎn)生飛濺。盡管圖形已經(jīng)過(guò)直方圖均衡化處理，但其中仍會(huì)或多或少存在部分噪聲干擾，從而對(duì)圖像的分析結(jié)果造成不利影響。為解決這一問(wèn)題，可以運(yùn)用圖像濾波技術(shù)消除噪聲干擾。在圖像濾波過(guò)程中，可采用中值、均值或高斯濾波等濾波方法。這3種濾波方法中，高斯濾波在焊接機(jī)器人中的應(yīng)用較為廣泛。實(shí)踐表明，通過(guò)高斯濾波后，焊縫圖像中的噪聲能夠得到有效抑制。

　　1.3.2邊緣檢測(cè)技術(shù)

　　通過(guò)邊緣檢測(cè)能夠標(biāo)識(shí)出圖像中亮度變化較為明顯的點(diǎn)。應(yīng)用該技術(shù)可以大幅度減少數(shù)據(jù)量，剔除不相關(guān)的信息，保留圖像中重要的結(jié)構(gòu)屬性。焊接機(jī)器人作業(yè)時(shí)，通過(guò)直方圖和濾波處理后，可進(jìn)一步提升圖像質(zhì)量，從而使焊縫成為機(jī)器人自動(dòng)追蹤的主要目標(biāo)。此時(shí)，提取圖像中的焊縫邊緣信息，可以獲得精確的焊縫位置信息。邊緣檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用的主要算法為檢測(cè)算法，如Sobel算子、Roberts算子、Canny算子等。在焊縫圖像處理中，Sobel算子適用于提取噪聲較多的圖像焊縫邊緣，且能夠達(dá)到較為理想的效果。但從實(shí)際情況來(lái)看，它的處理精度一般。Roberts算子雖然精度較高，但對(duì)噪聲干擾較為敏感。 C a n ny算子的抗噪聲干擾能力強(qiáng)，可以達(dá)到較高的提取精度，能夠在滿足焊接機(jī)器人作業(yè)需求的同時(shí)，滿足弧光飛濺下的圖像焊縫邊緣提取要求。

　　2焊接機(jī)器人所具有的發(fā)展前景

　　科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和積極利用，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作已經(jīng)在原有的基礎(chǔ)上得到了根本性的提升，各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用范圍的變得更加廣泛，讓智能化技術(shù)在社會(huì)中具有了更多展現(xiàn)自身實(shí)用價(jià)值的良好機(jī)會(huì)。在這種新型的社會(huì)發(fā)展大環(huán)境下，焊接技術(shù)本身也能夠在原先基礎(chǔ)上得到多方面的完善。雖然在發(fā)展的歷程中，我國(guó)在使用焊接機(jī)器人的時(shí)候已經(jīng)能夠應(yīng)用一些較為純熟的技術(shù)，但是其在發(fā)展的歷程中依舊需要完善陳舊的理論知識(shí)，讓新型操控技術(shù)的核心理念能夠滲透到實(shí)際工作環(huán)節(jié)中。同時(shí)，其中還存在著很多的技術(shù)性問(wèn)題有待解決，這些問(wèn)題都限制了焊接行業(yè)獲得更大的技術(shù)突破。我國(guó)的智能化領(lǐng)域技術(shù)還稍顯稚嫩，另外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身也并不先進(jìn)。這是相關(guān)技術(shù)人員在今后的發(fā)展歷程中需要積極研究的問(wèn)題，也是我國(guó)焊接領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展走向。但是，沒(méi)有辦法否認(rèn)的是，焊接機(jī)器人技術(shù)的使用切實(shí)改變了社會(huì)發(fā)展的格局。同時(shí)，還能夠激勵(lì)更多的科研領(lǐng)域工作人員進(jìn)行更多科學(xué)技術(shù)的研究。當(dāng)今世界在發(fā)展的過(guò)程中出現(xiàn)了多種科學(xué)技術(shù)不斷融合的情況，焊接機(jī)器人的使用對(duì)于社會(huì)的發(fā)展有著舉足輕重的作用，并成為其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破所需要的基礎(chǔ)技術(shù)，促進(jìn)其他領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步。同時(shí)，焊接技術(shù)想要獲得更多的發(fā)展的空間也需要依賴于其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。比如，焊接技術(shù)與虛擬技術(shù)之間便存在著這種發(fā)展關(guān)系。焊接機(jī)器人技術(shù)能夠給予智能化技術(shù)足夠的基礎(chǔ)技術(shù)支撐，新型技術(shù)的發(fā)展壯大也能夠讓焊接技術(shù)具有更高的精度。因此，焊接技術(shù)與其他領(lǐng)域的技術(shù)具有相輔相成的關(guān)系，這樣能夠在原有的基礎(chǔ)上減少更多不必要的成本投入，讓焊接技術(shù)在進(jìn)行實(shí)際操作的時(shí)候不用花費(fèi)更多的金錢(qián)，并且能夠具有更高的質(zhì)量。這對(duì)于整個(gè)社會(huì)的發(fā)展都是極為重要的，可以讓社會(huì)在進(jìn)行生產(chǎn)工作的時(shí)候具有更高的效率和質(zhì)量。因此，相關(guān)技術(shù)人員一定要重視對(duì)焊接機(jī)器人技術(shù)的使用和研究，讓所有科技領(lǐng)域的工作都能夠在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高的突破，讓我國(guó)能夠在未來(lái)中擁有更多的發(fā)展道路和更加璀璨的發(fā)展前景，提升我國(guó)在世界上所具有的位置。

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)利用焊接機(jī)器人能夠有效減少相關(guān)工作人員的工作量，促使機(jī)器人能夠以既定流程制作更多高質(zhì)量元件，相較于人工焊接具有非常大的優(yōu)勢(shì)，研究人員應(yīng)當(dāng)在此方面上加強(qiáng)研究，提升焊接機(jī)器人的功能與作用，促進(jìn)焊接機(jī)器人的持續(xù)發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]姚江云，吳方圓.基于改進(jìn)蜂群算法的焊接機(jī)器人路徑規(guī)劃方法研究[J].機(jī)床與液壓，2019，47（15）：49-52.

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