随着现代制造技术的发展,焊接自动化、机器人化、柔性化和智能化的发展
已成必然趋势。众所周知,借助于材料、信息、控制、计算机科学等多学科交叉技术发展,现代焊接技术正在经历从传统的“手工技艺”作业发展为现代的“科学制造”。模拟焊工的焊接操作过程中智能行为进而实现智能化机器人焊接技术是智能化焊接科学问题与关键技术的研究热点。主要分为三方面研究问题:第一需要准确地采集和获取焊接动态过程的信息,类似于人类的感官器官感受外部的焊接条件;第二是模拟焊工经验,解析并提取焊接动态过程的机理特征,进而建立对焊接过程与质量关系的模型;第三模拟焊工的决策与操作,设计焊接动态过程智能控制策略并运用机器代替人去实现焊接过程及其质量的自主与智能控制。 利用智能化机器模拟并实现焊工的智能行为是现代先进焊接制造追求的目标。
由于焊接过程中环境、装配条件变化以及不确定性因素干扰的存在,使得目
前在实际生产中使用的示教在线型焊接机器人一般无法满足焊接生产质量及多样性的要求。为此,发展智能化机器人焊接技术,诸如机器人焊接过程的视觉等多信息传感技术,识别焊接环境、自主导引焊缝跟踪纠偏、实时质量智能控制以及智能化焊接机器人及其柔性系统实现技术等已是非常必要而迫切。
为了解决诸如此类的智能化机器人焊接过程控制中的瓶颈问题,上海交通大
学智能化机器人焊接技术实验室十几年来主要开展了电弧焊动态过程的视觉信息获取,知识建模,智能控制方法,以及智能化机器人焊接系统实现智能化途径的研究工作。发展了一个智能化焊接机器人系统,称为局部自主智能化焊接机器人系统,可以实现一些基本的焊接机器人系统的智能化功能。在此主要展示机器人焊接智能化技术研究工作的近期研究结果:弧焊过程的多信息获取,如熔池图像信息、电压、电流、声音以及光谱特征信息的采集;基于多信息融合算法的焊接熔透预测;机器人焊接过程的智能与知识建模;机器人焊接动态过程及其系统智能化控制;基于电弧传感器和视觉传感器的机器人焊接过程导引和焊缝跟踪; 以及进行全位置焊接的越障轮组机器人系统研发等。
随着现代制造对性能、可靠性、效率、成本等方面要求愈来愈高,以信息和
计算机技术为先导的智能化焊接制造,不仅是未来弧焊机器人发展方向,也是一种现实、迫切的需要!