近几年我国工业机器人呈现出快速增长势头，其中绝大多数应用于焊接领域。焊接机器人的应用迎来了难得的发展机遇。一方面，随着技术的发展，焊接机器人的性能不断提升;另一方面，劳动力成本不断上。我国由制造大国向制造强国迈进，需要提升加工手段，提高产品质量和增强企业竞争力，这一切预示着机器人应用及发展前景空间巨大。焊接作为工业裁缝，是现代工业制造最主要的加工工艺。也是衡量国家制造业水平的重要标杆。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构等行业。
焊缝跟踪技术焊接机器人施焊过程中，由于焊接环境各种因素的影响，实际焊接条件的变化往往会导致焊炬偏离焊缝，从而造成焊接质量下降甚至失败。焊缝跟踪技术的研究以传感器技术与控制理论方法为主，其中传感技术的研究又以电弧传感器和光学传感器为主。
电弧传感器是从焊接电弧自身直接提取焊缝位置偏差信号，实时性好，焊枪运动灵活，符合焊接过程低成本自动化的要求，适用于熔化极焊接场合。
电弧传感的基本原理是利用焊炬与工件距离的变化而引起的焊接参数变化来探测焊炬高度和左右偏差。电弧传感器一般分为三类：并列双丝电弧传感器、摆动电弧传感器、旋转式扫描电弧传感器，其中旋转电弧传感器较前两者的偏差检测灵敏度高，控制性能较好。
光学传感器的种类很多，主要包括红外、光电、激光、视觉、光谱和光纤式，光学传感器的研究又以视觉传感器为主，视觉传感器获得的信息量大，结合计算机视觉和图像处理的最新技术，大大增强弧焊机器人的外部适应能力。激光跟踪传感具有优越的性能，成为最有前途、发展最快的焊接传感器。另一方面，随着近代模糊数学和神经网络的出现以及应用到焊接这个复杂的非线性系统中，使得焊缝跟踪进入了智能焊缝跟踪的新时代。
专用弧焊电源在焊接机器人系统中，电气性能良好的专用弧焊电源直接影响焊接机器人的使用性能。目前，弧焊机器人一般采用熔化极气体保护焊(MIG 焊、MAG 焊、CO2 焊)或非熔化极气体保护焊(TIG、等离子弧焊)，熔化极气体保护焊焊接电源主要使用晶闸管电源和逆变电源。近年来，弧焊逆变器的技术已趋于成熟，机器人专用弧焊逆变电源大多为单片机控制的晶
体管式弧焊逆变器，并配以精细的波形控制和模糊控制技术，工作频率20～50 kHz，最高可达200 kHz，焊接系统动特性优良，适合于机器人自动化和智能化焊接。还有一些特殊功能的电源，如适合铝及其铝合金TIG 焊的方波交流电源、带有专家系统的焊接电源等。目前有一种采用模糊控制方法的焊接电源，可以更好地保证焊缝熔宽和熔深基本一致，不仅焊缝表面美观，还能减少焊接缺陷。弧焊电源不断向数字化方向发展，其特点是：焊接参数稳定，受网路电压波动、温升、元器件老化等因素的影响小，具有较高的重复性，焊接质量稳定、成形良好。另外，利用DSP 快速响应，通过主控制系统指令精确控制逆变电源的输出，使之具有输出多种电流波形和弧压高速稳定调节功能，适应多种焊接方法对电源的要求。
閱讀更多 中機機器人設計院 的文章
