焊接机器人的应用现状与技术展望.pdf

1、E q u i p m e n t M a n u f a c t r i n g T e c h n o l o g y N O . 3 , 2 0 0 7专 论 与 综 述!“!“! ! ! ! ! ! “!“1 焊 接 机 器 人 的 发 展 历 程自 从 世 界 上 第 一 台 工 业 机 器 人 U N I M A T E 于 1 9 5 9 年 在 美国 诞 生 以 来 ， 机 器 人 的 应 用 和 技 术 发 展 经 历 了 三 个 阶 段 ：第 一 代 是 示 教 再 现 型 机 器 人 。 这 类 机 器 人 操 作 简 单 ， 不 具备 外 界 信 息 的 反 馈 能 力

2、 ， 难 以 适 应 工 作 环 境 的 变 化 ， 在 现 代 化工 业 生 产 中 的 应 用 受 到 很 大 限 制 。第 二 代 是 具 有 感 知 能 力 的 机 器 人 。 这 类 机 器 人 对 外 界 环 境有 一 定 的 感 知 能 力 ， 具 备 如 听 觉 、 视 觉 、 触 觉 等 功 能 ， 工 作 时 借助 传 感 器 获 得 的 信 息 ， 灵 活 调 整 工 作 状 态 ， 保 证 在 适 应 环 境 的情 况 下 完 成 工 作 。第 三 代 是 智 能 型 机 器 人 。 这 类 机 器 人 不 但 具 有 感 觉 能 力 ，而 且 具 有 独 立 判 断

3、、 行 动 、 记 忆 、 推 理 和 决 策 的 能 力 ， 能 适 应 外部 对 象 、 环 境 协 调 地 工 作 ， 能 完 成 更 加 复 杂 的 动 作 ， 还 具 备 故 障自 我 诊 断 及 修 复 能 力 。焊 接 机 器 人 就 是 在 焊 接 生 产 领 域 代 替 焊 工 从 事 焊 接 任 务的 工 业 机 器 人 。 早 期 的 焊 接 机 器 人 缺 乏 “ 柔 性 ” ， 焊 接 路 径 和 焊接 参 数 须 根 据 实 际 作 业 条 件 预 先 设 置 ， 工 作 时 存 在 明 显 的 缺点 。 随 着 计 算 机 控 制 技 术 、 人 工 智 能 技

4、术 以 及 网 络 控 制 技 术 的发 展 ， 焊 接 机 器 人 也 由 单 一 的 单 机 示 教 再 现 型 向 以 智 能 化 为 核心 的 多 传 感 、 智 能 化 的 柔 性 加 工 单 元 （ 系 统 ） 方 向 发 展 。2 焊 接 机 器 人 国 内 外 应 用 现 状 1 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 和 兵 器 工 业 等 行 业 。 据 不 完 全 统 计 ， 全 世 界 在 役

5、 的 工 业机 器 人 中 大 约 有 一 半 用 于 各 种 形 式 的 焊 接 加 工 领 域 。 截 止2 0 0 5 年 ， 全 世 界 在 役 工 业 机 器 人 约 为 9 1 . 4 万 台 ， 其 中 日 本 装 备的 工 业 机 器 人 总 量 达 到 了 5 0 万 台 以 上 ， 成 为 “ 机 器 人 王 国 ” ， 其次 是 美 国 和 德 国 ； 在 亚 洲 ， 日 本 、 韩 国 和 新 加 坡 的 制 造 业 中 每 万名 雇 员 占 有 的 工 业 机 器 人 数 量 居 世 界 前 三 位 。 近 几 年 ， 全 球 机器 人 的 数 量 在 迅 速 增 加

6、 ， 仅 2 0 0 5 年 就 达 1 2 . 1 万 台 。我 国 自 上 世 纪 7 0 年 代 末 开 始 进 行 工 业 机 器 人 的 研 究 ， 经过 二 十 多 年 的 发 展 ， 在 技 术 和 应 用 方 面 均 取 得 了 长 足 的 发 展 ，对 国 民 经 济 尤 其 是 制 造 业 的 发 展 起 到 了 重 要 的 推 动 作 用 。 据 不完 全 统 计 ， 近 几 年 我 国 工 业 机 器 人 呈 现 出 快 速 增 长 势 头 ， 平 均年 增 长 率 都 超 过 4 0 % , 焊 接 机 器 人 的 增 长 率 超 过 了 6 0 % ； 2 0 0

7、4年 国 产 工 业 机 器 人 数 量 突 破 1 4 0 0 台 ， 进 口 机 器 人 数 量 超 过9 0 0 0 台 ， 其 中 绝 大 多 数 应 用 于 焊 接 领 域 ； 2 0 0 5 年 我 国 新 增 机 器人 数 量 超 过 了 5 0 0 0 台 ， 但 仅 占 亚 洲 新 增 数 量 的 6 % ， 远 小 于 韩国 所 占 的 1 5 % ， 更 远 小 于 日 本 所 占 的 6 9 % 。 这 对 于 我 国 的 经 济发 展 速 度 以 及 经 济 总 量 来 说 显 然 是 不 匹 配 的 ， 这 说 明 我 国 制 造业 的 自 动 化 程 度 有 待

8、进 一 步 提 高 ， 另 一 方 面 也 反 映 了 我 国 劳 动力 成 本 的 低 廉 ， 制 造 业 自 动 化 水 平 以 及 工 业 机 器 人 应 用 程 度 的提 高 受 到 限 制 。当 前 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 价 格 不 断 下 降 ， 性 能 不 断 提 升 ；另 一 方 面 ， 劳 动 力 成 本 不 断 上 升 ， 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

9、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 。3 焊 接 机 器 人 技 术 的 研 究 现 状机 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 ， 当 前 对 机器 人 技 术 的 研 究 十 分 活 跃 。 从 目 前 国 内 外 研 究 现 状 来 看 ， 焊 接机 器 人 技 术 研 究 主 要 集 中 在 焊 缝 跟 踪 技 术 、 离 线 编 程 与 路 径 规划 技 术 、 多 机

10、 器 人 协 调 控 制 技 术 、 专 用 弧 焊 电 源 技 术 、 焊 接 机 器人 系 统 仿 真 技 术 、 机 器 人 用 焊 接 工 艺 方 法 、 遥 控 焊 接 技 术 等 七个 方 面 。3 . 1 焊 缝 跟 踪 技 术 的 研 究 2 焊 接 机 器 人 施 焊 过 程 中 ， 由 于 环 境 因 素 的 影 响 ， 如 ： 强 弧 光辐 射 、 高 温 、 烟 尘 、 飞 溅 、 坡 口 状 况 、 加 工 误 差 、 夹 具 装 夹 精 度 、 表面 状 态 和 工 件 热 变 形 等 ， 实 际 焊 接 条 件 的 变 化 往 往 会 导 致 焊 炬偏 离 焊 缝

11、 ， 从 而 造 成 焊 接 质 量 下 降 甚 至 失 败 。 焊 缝 跟 踪 技 术 的研 究 就 是 根 据 焊 接 条 件 的 变 化 要 求 弧 焊 机 器 人 能 够 实 时 检 测出 焊 缝 的 偏 差 ， 并 调 整 焊 接 路 径 和 焊 接 参 数 ， 保 证 焊 接 质 量 的可 靠 性 。 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

12、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 ， 适收 稿 日 期 ： 2 0 0 7 - 0 1 - 1 5作 者 简 介 ： 黄 政 艳 （ 1 9 7 3 - ） ， 男 ， 广 西 机 电 职 业 技 术 学 院 讲 师 ， 主 要 从 事 机 械 制 造 及 其 自 动 化 专 业 的 教 学 、 科 研 以 及 管 理 等 工 作 。焊 接 机 器 人 的 应 用 现 状 与 技 术 展 望黄 政 艳（ 广 西 机 电 职 业 技 术 学 院 广 西 南 宁 5 3 0 0 0 7 ）摘 要 ： 介 绍 了

13、 焊 接 机 器 人 技 术 发 展 的 历 程 ， 从 焊 缝 跟 踪 技 术 、 离 线 编 程 与 路 径 规 划 技 术 、 多 机 器 人 协 调 控 制 技 术 、 专 用 弧 焊 电 源 技 术 、 系统 仿 真 技 术 、 机 器 人 用 焊 接 工 艺 方 法 、 遥 控 焊 接 技 术 等 七 个 方 面 阐 述 了 技 术 研 究 的 现 状 ， 并 对 未 来 发 展 趋 势 作 了 展 望 ， 指 出 视 觉 控 制 技术 、 模 糊 控 制 技 术 、 神 经 网 络 控 制 及 嵌 入 式 控 制 技 术 将 是 焊 接 机 器 人 智 能 化 技 术 发 展 的

14、 主 要 方 向 。关 键 词 ： 焊 接 机 器 人 ； 技 术 现 状 ； 智 能 化 ； 控 制 技 术 ； 发 展 趋 势中 图 分 类 号 ： T P 2 4 2 . 3 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： 1 6 7 2 - 5 4 5 X （ 2 0 0 7 ） 0 3 - 0 0 4 6 - 0 34 6 装 备 制 造 技 术 2 0 0 7 年 第 3 期用 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

15、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 比 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 所 获 得 的 信 息 量大 ， 结 合 计 算 机 视 觉 和 图 像 处 理 的

16、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 ， 由 于 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 。3 . 2 离 线 编 程 与 路 径 规 划 技 术 的 研 究机 器 人 离 线 编 程 系 统 是 机 器 人 编 程 语 言 的 拓 广 ， 它

17、利 用 计算 机 图 形 学 的 成 果 ， 建 立 起 机 器 人 及 其 工 作 环 境 的 模 型 ， 利 用一 些 规 划 算 法 ， 通 过 对 图 形 的 控 制 和 操 作 ， 在 不 使 用 实 际 机 器人 的 情 况 下 进 行 轨 迹 规 划 ， 进 而 产 生 机 器 人 程 序 。 自 动 编 程 技术 的 核 心 是 焊 接 任 务 、 焊 接 参 数 、 焊 接 路 径 和 轨 迹 的 规 划 技 术 。针 对 弧 焊 应 用 ， 自 动 编 程 技 术 可 以 表 述 为 在 编 程 各 阶 段 中 ， 能够 辅 助 编 程 者 完 成 独 立 的 、 具 有

18、一 定 实 施 目 的 和 结 果 的 编 程 任务 的 技 术 ， 具 有 智 能 化 程 度 高 、 编 程 质 量 和 效 率 高 等 特 点 。 离 线编 程 技 术 的 理 想 目 标 是 实 现 全 自 动 编 程 ， 即 只 需 输 入 工 件 的 模型 ， 离 线 编 程 系 统 中 的 专 家 系 统 会 自 动 制 定 相 应 的 工 艺 过 程 ，并 最 终 生 成 整 个 加 工 过 程 的 机 器 人 程 序 。 目 前 ， 还 不 能 实 现 全自 动 编 程 ， 自 动 编 程 技 术 是 当 前 研 究 的 重 点 1 。3 . 3 多 机 器 人 协 调 控

19、制 技 术 的 研 究多 机 器 人 系 统 是 指 为 完 成 某 一 任 务 由 若 干 个 机 器 人 通 过合 作 与 协 调 组 合 成 一 体 的 系 统 。 它 包 含 两 方 面 的 内 容 ， 即 多 机器 人 合 作 与 多 机 器 人 协 调 。 当 给 定 多 机 器 人 系 统 某 项 任 务 时 ，首 先 面 临 的 问 题 是 如 何 组 织 多 个 机 器 人 去 完 成 任 务 ， 如 何 将 总体 任 务 分 配 给 各 个 成 员 机 器 人 ， 即 机 器 人 之 间 怎 样 进 行 有 效 地合 作 。 当 以 某 种 机 制 确 定 了 各 自 任

20、务 与 关 系 后 ， 问 题 变 为 如 何保 持 机 器 人 间 的 运 动 协 调 一 致 ， 即 多 机 器 人 协 调 。 对 于 由 紧 耦合 子 任 务 组 成 的 复 杂 任 务 而 言 ， 协 调 问 题 尤 其 突 出 。 智 能 体 技术 是 解 决 这 一 问 题 的 最 有 力 的 工 具 ， 多 智 能 体 系 统 是 研 究 在 一定 的 网 络 环 境 中 ， 各 个 分 散 的 、 相 对 独 立 的 智 能 子 系 统 之 间 通过 合 作 ， 共 同 完 成 一 个 或 多 个 控 制 作 业 任 务 的 技 术 。 多 机 器 人焊 接 的 协 调 控

21、制 是 目 前 的 一 个 研 究 热 点 问 题 1 。3 . 4 专 用 弧 焊 电 源 的 研 究在 焊 接 机 器 人 系 统 中 ， 电 器 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 （ M I G 焊 、 M A G 焊 、 C O 焊 ） 或 非 熔 化 极 气 体 保 护焊 ( T I G 、 等 离 子 弧 焊 ) 方 法 ， 熔 化 极 气 体 保 护 焊 焊 接 电 源 主 要 使用 晶 闸 管 电 源 与 逆 变 电 源 。 近 年

22、来 ， 弧 焊 逆 变 器 的 技 术 已 趋 于成 熟 ， 机 器 人 用 的 专 用 弧 焊 逆 变 电 源 大 多 为 单 片 微 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 在 2 0 5 0 k H z ， 最 高 的 可 达 2 0 0 k H z ， 焊 接 系 统 具 有 十分 优 良 的 动 特 性 ， 非 常 适 合 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 T I G 焊 的 方 波 交

23、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 保 证 焊 缝 熔 宽 和 熔 深 的 基 本 一致 ， 不 仅 焊 缝 表 面 美 观 ， 而 且 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 很 小 ， 具 有 较 高 的 重 复 性 ， 焊 接质 量 稳 定 、 成 型 良 好 。 另 外 ， 利 用 D

24、 S P 的 快 速 响 应 ， 可 以 通 过 主控 制 系 统 的 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 的 功 能 ， 适 应 多 种 焊 接 方 法 对 电源 的 要 求 2 。3 . 5 仿 真 技 术 的 研 究机 器 人 在 研 制 、 设 计 和 试 验 过 程 中 ， 经 常 需 要 对 其 进 行 运动 学 、 动 力 学 性 能 分 析 以 及 轨 迹 规 划 设 计 ， 而 机 器 人 又 是 多 自由 度 、 多 连 杆 空 间 机 构 ， 其 运 动 学 和 动 力

25、学 问 题 十 分 复 杂 ， 计 算难 度 很 大 。 若 将 机 械 手 作 为 仿 真 对 象 ， 运 用 计 算 机 图 形 技 术 、C A D 技 术 和 机 器 人 学 理 论 在 计 算 机 中 形 成 几 何 图 形 ， 并 动 画显 示 ， 然 后 对 机 器 人 的 机 构 设 计 、 运 动 学 正 反 解 分 析 、 操 作 臂 控制 以 及 实 际 工 作 环 境 中 的 障 碍 避 让 和 碰 撞 干 涉 等 诸 多 问 题 进行 模 拟 仿 真 ， 就 可 以 解 决 研 发 过 程 中 出 现 的 问 题 2 。3 . 6 机 器 人 用 焊 接 工 艺 方

26、法 的 研 究目 前 ， 弧 焊 机 器 人 普 遍 采 用 气 体 保 护 焊 方 法 ， 主 要 是 熔 化极 气 体 保 护 焊 ， 其 次 是 钨 极 氩 气 保 护 焊 ， 等 离 子 弧 焊 、 切 割 及 机器 人 激 光 焊 数 量 有 限 ， 比 例 较 低 。 发 达 国 家 的 弧 焊 机 器 人 已 普遍 采 用 高 速 、 高 效 气 体 保 护 焊 接 工 艺 ， 如 双 丝 气 体 保 护 焊 、 T . I .M . E 焊 、 热 丝 T I G 焊 、 热 丝 等 离 子 焊 等 先 进 的 工 艺 方 法 ， 不 仅 有效 地 保 证 了 优 良 的 焊

27、接 接 头 ， 还 使 焊 接 速 度 和 熔 敷 效 率 提 高 数倍 至 几 十 倍 2 。3 . 7 遥 控 焊 接 技 术 的 研 究遥 控 焊 接 是 指 人 在 离 开 现 场 的 安 全 环 境 中 对 焊 接 设 备 和焊 接 过 程 进 行 远 程 监 视 和 控 制 , 从 而 完 成 完 整 的 焊 接 工 作 。 在核 电 站 设 备 的 维 修 、 海 洋 工 程 建 设 以 及 未 来 的 空 间 站 建 设 中 都要 用 到 焊 接 , 这 些 环 境 中 的 焊 接 工 作 不 适 合 人 类 亲 临 现 场 , 而目 前 的 技 术 水 平 还 不 可 能 实

28、 现 完 全 的 自 主 焊 接 , 因 此 需 要 采 用遥 控 焊 接 技 术 。 目 前 美 国 、 欧 洲 、 日 本 等 国 对 遥 控 焊 接 进 行 了 深入 的 研 究 ， 国 内 哈 尔 滨 工 业 大 学 也 正 在 进 行 这 方 面 的 研 究 1 。4 焊 接 机 器 人 的 技 术 展 望为 了 适 应 工 业 生 产 系 统 向 大 型 、 复 杂 、 动 态 和 开 放 方 向 发展 的 需 要 ， 发 达 国 家 都 在 加 大 力 度 ， 对 机 器 人 技 术 进 行 深 入 研究 。 从 技 术 发 展 趋 势 看 ， 智 能 化 控 制 技 术 将 是

29、 焊 接 机 器 人 技 术发 展 的 主 要 方 向 。4 . 1 视 觉 控 制 技 术焊 接 机 器 人 视 觉 控 制 技 术 是 通 过 对 焊 接 区 图 像 进 行 采 集 ，产 生 视 频 信 号 送 至 图 像 处 理 机 ， 对 图 像 进 行 快 速 处 理 并 提 取 跟踪 特 征 参 量 ， 进 行 数 据 识 别 和 计 算 ， 通 过 逆 运 动 学 求 解 得 到 机器 人 各 关 节 位 置 给 定 值 ， 最 后 控 制 高 精 度 的 末 端 执 行 机 构 ， 调整 机 器 人 的 位 姿 。 视 觉 控 制 的 关 键 在 于 视 觉 测 量 ， 在

30、焊 接 过 程中 视 觉 技 术 分 为 直 接 视 觉 传 感 和 间 接 视 觉 传 感 两 种 形 式 。 直 接视 觉 传 感 技 术 是 一 种 常 用 的 非 接 触 式 传 感 形 式 ， 主 要 优 点 是 不接 触 工 件 ， 不 干 扰 正 常 的 焊 接 过 程 ， 获 取 的 信 息 量 大 ， 通 用 性强 。 早 先 ， 研 究 人 员 直 接 利 用 电 弧 光 照 射 熔 池 前 方 的 工 件 间 隙获 取 焊 接 区 焊 缝 信 息 ， 根 据 熔 池 前 方 不 同 远 近 处 电 弧 光 强 度 的闪 烁 来 实 现 焊 接 过 程 中 的 焊 缝 跟

31、踪 ， 典 型 的 例 子 是 利 用 带 有C C D 摄 像 机 的 微 型 计 算 机 控 制 系 统 对 焊 接 熔 池 行 为 进 行 观 察4 7Equipment Manufactring Technology NO.3 , 2007和控制。现在，基于激光三角形的视觉系统具有高度的灵活性，而且价格低、精度高、获取信息能力强，不受周围噪声和电弧产生的高温影响，获得的信息可以用于多种自适应功能。弧焊中使用激光视觉系统可以抗电弧辐射、火焰、热金属飞溅、振动、冲击和高温，这种传感器正在成为智能自适应焊接机器人焊接优先选用的视觉系统。焊接机器人视觉系统的原理图如图 13。图 1 焊接机器人

32、的视觉系统4.2 模糊控制技术由于焊接机器人系统具有非线性和时变特点，难以用精确的数学模型进行描述，用传统的控制方法难以实现最佳控制，而模糊控制具有自适应和鲁棒性等特点，它为机器人焊接控制提供了一个理想的控制方法。模糊控制是智能控制的较早形式，它吸取了人的思维具有模糊性的特点，使用模糊数学中的隶属函数、模糊关系、模糊推理和决策等工具，巧妙地综合了人们的直觉经验，从而在其他经典控制理论和现代控制理论不太奏效的场合能够实现较满意的控制。将模糊控制理论和实际焊接过程相结合，发展成为专用焊接控制器，进一步发展成为了通用型焊接模糊控制器。模糊控制具有较完善的控制规则，但模糊控制综合定量知识的能力较差，当

33、对象动态特性发生变化，或者受到随机干扰的影响都会影响模糊控制的效果。因此，在模糊控制理论方面，人们对常规模糊控制进行了改进，设计了一些高性能模糊控制器，有效解决精度较低、自适应能力有限及设备产生振荡现象等问题3。4.3 神经网络控制技术神经网络控制是研究和利用人脑的某些结构、机理以及人的知识和经验对系统进行控制，它是神经网络作为人工智能的一种途径在控制领域的渗透。用神经网络设计的控制系统适应性、鲁棒性均较好，能处理时变、多因素、非线性等复杂焊接过程的控制问题。人工神经网络具有很强的自学习、自适应能力，信息存储量大，容错性好，能够实现并行联想搜索解空间和完成自适应推理，提高智能系统的智能水平、知

34、识处理能力及强壮性。因此，在机器人焊接质量控制中可采用神经网络建立焊接过程模型从而解决线性控制方法所不能克服的问题，弥补传统专家系统以及模糊控制的不足，现在焊接机器人神经网络控制系统中使用较多的是前馈式多层神经网络。4.4 嵌入式控制技术的应用3嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在焊接机器人控制领域得到了应用,嵌入式控制系统具备网络和人机交互能力，可以取代以往基于微处理器的控制方式。嵌入式控制器具有液晶显示器，可以替代 CRT 显示器在控制系统中所扮演的角色，键盘响应也具有很高的实时性，满足信息的输入和对控制系统的干预等工作。经实验和实际应用表明，嵌入式控制器比基本的模糊控

35、制器具有更好的控制性能。嵌入式为焊接工艺的在线监测提供了新的技术方法，它能确保焊接质量“零缺陷”的目标得以实现。基于嵌入式控制器的焊接机器人系统结构图如图 23。图 2 嵌入式控制焊接机器人系统结构5 结论焊接机器人在高质量、高效率的焊接生产中，发挥了极其重要的作用。工业机器人技术的研究、发展与应用，有力地推动了世界工业技术的进步。近年来，焊接机器人技术的研究与应用在焊缝跟踪、信息传感、离线编程与路径规划、智能控制、电源技术、仿真技术、焊接工艺方法、遥控焊接技术等方面取得了许多突出的成果。随着计算机技术、网络技术、智能控制技术、人工智能理论以及工业生产系统的不断发展，焊接机器人技术领域还有很多

36、亟待我们去研究的问题，特别是焊接机器人的视觉控制技术、模糊控制技术、智能化控制技术、嵌入式控制技术、虚拟现实技术、网络控制技术等将是未来研究的主要方向。参考文献：12345吴林，张广军，高洪明.焊接机器人技术J.中国表面工程,2006,(5):29-35.谭一炯，周方明，王江超，黄志杰.焊接机器人技术现状与发展趋势J.电焊机,2006,(3):6-10.李晓辉，汪苏，刘小辉，朱小波.焊接机器人智能化的发展J.电焊机,2005(6):39-41.唐新华.焊接机器人的现状及发展趋势J.电焊机,2006(3):1-5.唐新华.焊接机器人的现状及发展趋势J.电焊机,2006(4):43-46Appli

37、cation situation and prospect of technology of welding robotH UANG zheng-yan(GuangxiTechnologycalCollegeofM achineryand Electricity,Nanning,530007)Abstract ：Thispaperbriefly introducesthe developm entcoursesand application situation oftechnology ofwelding robot.The presentsituationon technology ofwe

38、lding robotwere discussed，these technologies are seam -tracking，off-line program m ing and trajectory planning，m ultirobotscorresponded control，weldingpowersource，sim ulation，weldingtechnologiesand rem oteweldingrobot.Thedevelopm enttrend oftech-nologyon weldingrobotin futurewaspresented.Thevisualm

39、anipulation-technology，fuzzym anipulation-technology，neuralnetwork m anipu-lation-technology，em bedded system m anipulation-technology and intelligenttechnology were considered as the m ain developm entdirec-tions.Key words ：weldingrobot；technicalstate；intelligenttechnology；m anipulation-technology；developm enttendency48