目前，手工焊接頭（包括手持式激光焊接頭）在焊接頭場(chǎng)合起著重要作用，因?yàn)槿藗兛梢愿玫剡m應(yīng)焊接過程中的各種變化。熟練的焊工可以知道要調(diào)整哪些參數(shù)以及調(diào)整多少參數(shù)以確保焊接過程的良好運(yùn)行，并且可以通過檢查焊工來檢查工件的變化并及時(shí)采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)整計(jì)劃以確保焊接質(zhì)量。事實(shí)上，焊接是一個(gè)多相關(guān)的調(diào)整問題，這使得很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

在實(shí)際應(yīng)用中，全自動(dòng)焊接頭僅適用于一些批量生產(chǎn)場(chǎng)合?？紤]到諸如反向變形的因素，定位和夾緊裝置通常非常復(fù)雜，并且編程方法也是大量的手動(dòng)教學(xué)編程。目前，一些參數(shù)由焊接控制系統(tǒng)評(píng)估，并且基于與預(yù)期值的各種偏差建立對(duì)策，這導(dǎo)致問題的復(fù)雜化。由于控制系統(tǒng)無法評(píng)估可能發(fā)生的數(shù)百萬種可能的響應(yīng)，因此存在采用簡(jiǎn)化方法的趨勢(shì)。然而，控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化也將導(dǎo)致自動(dòng)焊接過程的不穩(wěn)定性。因此，自適應(yīng)焊接系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

自適應(yīng)焊接系統(tǒng)不同于現(xiàn)有的全自動(dòng)焊接人機(jī)合作，主要側(cè)重于動(dòng)態(tài)焊接跟蹤，系統(tǒng)平臺(tái)將更加靈活。通過將更多的過程變量集成到設(shè)備控制系統(tǒng)中并將它們與實(shí)際的聯(lián)合測(cè)量結(jié)果相結(jié)合，可以產(chǎn)生高質(zhì)量的焊接，同時(shí)允許更大的接頭輪廓和其他工藝參數(shù)的變化，這是主要原因。自適應(yīng)焊接技術(shù)的發(fā)展。

自適應(yīng)焊接頭原理

對(duì)于不同的焊接頭類型，有必要確定焊接位置，間隙，槽角，橫截面積，不對(duì)中，變形等特征，并對(duì)其進(jìn)行建模（為了在離散過程庫中進(jìn)行比較，找到最接近的過程模型，例如ServoRobot ADAP）。系統(tǒng)在焊接過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)和預(yù)處理，在線校正機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)自動(dòng)調(diào)整機(jī)器的焊接工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)焊縫成形和焊接的一致性和高可靠性。 。質(zhì)量。離散過程庫主要依賴于現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和過程實(shí)驗(yàn)的積累。

自適應(yīng)焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

一般來說，它由焊接頭識(shí)別系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器和焊接系統(tǒng)組成。焊縫識(shí)別系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集，量化，處理等功能，主要由激光傳感器，控制單元，控制軟件等組成。操作機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)執(zhí)行各種焊接動(dòng)作。通常，有兩種形式，即鉸接式機(jī)器人和桁架機(jī)械手。具有自適應(yīng)功能的焊接系統(tǒng)集成了許多智能控制技術(shù)，如激光和激光調(diào)制焊頭，高性能焊接電源（如CMT），焊接工藝庫和上位機(jī)管理程序，離線編程技術(shù)等。

自適應(yīng)焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但它可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)器人之間的協(xié)作，充分發(fā)揮機(jī)器人在存儲(chǔ)和計(jì)算方面的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，并在云平臺(tái)的支持下實(shí)現(xiàn)過程數(shù)據(jù)的共享。在大型鋼結(jié)構(gòu)（工字梁，停車庫等），工程機(jī)械，特種車體，長(zhǎng)框架梁，框架板，儲(chǔ)罐等的焊接條件下，自適應(yīng)焊接工藝可以簡(jiǎn)化工件夾緊模式和減少反向變形的要求。

自適應(yīng)焊接是一種高性能的焊接技術(shù)，對(duì)于需要靈活性和多樣性的汽車車身試制工廠具有明顯的優(yōu)勢(shì)。例如，在汽車車身試生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的五個(gè)子部件（前壁，后壁，地板，頂蓋和側(cè)壁）的焊接過程中，采用簡(jiǎn)單定位后的點(diǎn)焊固定和自動(dòng)機(jī)器人焊接，板厚3-8mm，采用各種焊接工藝：MAG焊，激光焊，激光復(fù)合焊等。

應(yīng)用工藝設(shè)備

1）激光復(fù)合焊接頭是同時(shí)將激光和MIG電弧施加到焊接區(qū)域。通過激光與電弧的相互作用，克服了各種方法的缺點(diǎn)，產(chǎn)生了良好的復(fù)合效果和良好的綜合性能。支持調(diào)整的工藝參數(shù)包括電流，電壓，送絲速度，焊接速度，激光功率，脈沖調(diào)制等。

2）激光擺動(dòng)焊接頭焊接是指當(dāng)焊接過程向前移動(dòng)時(shí)，光束在焦點(diǎn)位置周圍繪制圓形或任何圖形的運(yùn)動(dòng)。它被稱為攪拌焊接/擺動(dòng)焊接，因?yàn)樗哂蓄~外的運(yùn)動(dòng)軌跡并將攪拌熔池。支持調(diào)整的工藝參數(shù)包括擺動(dòng)路徑（圓形和線性），擺動(dòng)頻率，焊接速度，激光功率等。

焊縫識(shí)別系統(tǒng)的核心模塊

焊縫跟蹤可以直接與機(jī)器人控制器建立通信，機(jī)器人可以直接調(diào)整XYZ坐標(biāo)系的偏移值。然而，在高精度激光焊接應(yīng)用中，焊縫跟蹤可形成具有Y / Z滑動(dòng)組件和校準(zhǔn)盒的閉環(huán)跟蹤系統(tǒng)，其包括識(shí)別，處理，控制，執(zhí)行和調(diào)整的所有過程。 Y / Z滑臺(tái)組件精度高，也適用于特殊焊接機(jī)。跟蹤傳感器將激光二極管發(fā)出的光束通過柱面透鏡轉(zhuǎn)換成條形光，并將條形光投射到工件凹槽中的工件表面上，這是有源光源的視覺傳感方法。當(dāng)焊縫有一定的間隙和形狀變化時(shí)，帶狀光將在工件上變形和擴(kuò)散，以獲得焊接電弧/激光焦點(diǎn)和焊接中心之間的偏差數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，將在上，下，左，右方向上進(jìn)行四次運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到實(shí)時(shí)偏差調(diào)整的目的。條形光感應(yīng)法不僅可以檢測(cè)焊縫的中心位置，還可以獲得焊縫截面的形狀和尺寸等特征參數(shù)，并提供自適應(yīng)焊接的焊縫寬度等信息。

將焊接專家和工藝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)形成一套焊接知識(shí)庫，可以在焊接過程中隨時(shí)調(diào)用，從而有效地保證了焊接的標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量。焊接工藝管理程序主要用于管理工廠的焊接工藝數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)訪問生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。它還可以在車間焊接設(shè)備和車間服務(wù)器之間建立局域網(wǎng)，并通過以太網(wǎng)將其連接到云平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)的共享，控制焊接參數(shù)與工藝規(guī)范的一致性：一套焊接工藝參數(shù)可以保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，另一個(gè)工廠可以直接實(shí)現(xiàn)工藝共享而無需進(jìn)一步探索。實(shí)現(xiàn)了焊接任務(wù)包與焊接工藝規(guī)范之間的智能關(guān)聯(lián)，每個(gè)焊接任務(wù)包都有獨(dú)特的焊接程序，因此不需要技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。

在自適應(yīng)焊接方面，國(guó)外公司在焊縫識(shí)別系統(tǒng)和工藝庫軟件方面仍存在一些差距。國(guó)外自適應(yīng)焊接機(jī)器人經(jīng)過30多年的發(fā)展，是一種成熟的工業(yè)產(chǎn)品，在實(shí)際生產(chǎn)中不斷完善和完善。但是，我國(guó)還處于實(shí)驗(yàn)室階段，特別是設(shè)備制造商不注重焊接工藝和實(shí)際生產(chǎn)要求（重點(diǎn)是跟蹤傳感器的功能開發(fā)，這不能解決干擾等實(shí)際問題）和一些焊接過程中的焊縫無法識(shí)別。最終用戶不了解自動(dòng)化技術(shù)（例如，如果離線編程技術(shù)和自適應(yīng)焊接技術(shù)無法集成，預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)焊接，這將大大減少技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間）。因此，技術(shù)人員需要將這兩種技術(shù)結(jié)合起來，使機(jī)器人焊接系統(tǒng)智能化，實(shí)現(xiàn)高性能焊接頭。

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