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工控计算机在全自动焊接机器人中的应用

随着电子技术、嵌入式计算机技术、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人从60年开始用于生产以来，其技术已日益成熟，特别是智能制造的兴起，使得自动焊接机器人市场增速不断加快。

自动焊接机器人是工业机器人中市场规模增速较快之一。它主要由机器人和焊接设备两部分组成，通过机器人本体、嵌入式计算机控制软硬件、传感系统及其他焊接装置组成，适用于高质量、精度的以转轴的各类工件焊接，可有效降低对工人操作技术的要求，将焊接质量数字化，更可控，从而提高企业劳动效率与经济效益，目前已在电力、机械、汽车、海洋工程装备等多行业领域广泛应用。

在新一代全自动焊接机器人系统设计中，它搭载智能工控硬件，支持24小时不间断运转，焊接速度远超于人工；只要主控计算机系统给出焊接参数和运动轨迹，机器人就能精准重复此动作，保证焊接速度与质量的均一性；利用AI传感器及其他智能软硬件，还支持故障实时预警、问题自检等功能，从而保证设备在加工过程中的稳定运行，有效延长设备使用周期。据悉，自2017~2019年国内对于焊接机器人的需求量逐年大幅增加，特别是工程机械、汽车制造、城市建设等的蓬勃发展，间接带动了工业机器人需求高涨。庞大的工业生产负载及传统产业转型等，都给焊接机器人的性能与运算速度等提出了更高的要求，必须有高品质、性能的智能工控硬件担当其技术载体，才能实现设备的应用。

我国焊接自动化装备制造业技术发展呈现出如下趋势：

柔性化

现代化生产要求同一台设备能够满足同类型不同规格工件的加工，甚至不同类型工件的焊接自动化加工，同时由于大型焊接自动化成套装备或生产线一次***相对较高，因此在设计这种焊接装备时需要尽量考虑柔性化，形成柔性制造系统，以充分发挥装备的效能，满足同类产品不同规格工件的生产需要。

网络化

智能接口、远程通信等现代网络技术的发展，促进了焊接自动化装备管控一体化技术的发展。通过网络将生产过程自动控制一体化，利用计算机技术、远程通信等技术，焊接加工过程和质量信息、生产管理等信息通过网络实现数字一体化管理，实现脱机编程，远程监控、诊断和检修。

人性化

焊接自动化装备广泛采用数字化、图形化的人机操作界面，设备拥有***数据库、控制参数实时显示、人机交互等功能，使设备操作更加容易、更加方便。随着技术的不断完善，数字显示技术在人机交互、控制参数实时监测中将得到普遍运用。

自动化焊接系统的运用大幅提高

焊接自动化就是要通过***的焊接工艺、材料、设备、自动化控制系统和焊接胎夹具、装卡***及其运动系统的有机集成，实现对待焊工件的效率、品质、低成本的批量化规模生产，以保证高品质产品的稳定、一致化批量的产出。焊接自动化主要包括焊接自动化专机和焊接机器人。

展会上的展品有近一半属于专机，其中大部分都配用了机器人。从展会上看出，在焊接领域，自动化程度较高的就是工业机器人。欧美等***工业机器人的运用已经非常广泛，大规模应用工业机器人使成套装备满足自动化、柔性化、多功能化是今后的发展趋势。

国内展示的焊接专机大部分属于焊接辅机与焊接电源、送丝机的组合。

展会在焊接自动化技术和设备方面展现突出的有：激光及其复合焊接机器人；弧焊机器人；点焊机器人专用伺服点焊枪；自动焊接、智能化焊接必需的各种焊缝跟踪技术。

焊接工艺基础知识

焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。

金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用亚、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得焊缝。