自动化焊接技术论文篇（1）

焊接是一种精确、可靠、低成本，并且是采用高科技连接材料的方法。目前还没有其他方法能够比焊接更为广泛地应用于金属的连接，并对所焊的产品增加更大的附加值。

世界上钢及其它金属产量、品种的不断增长及其对制品质量、性能要求的日益提高，特别是随着我国的入世及世界制造加工基地向我国不断转移，作为工业缝纫和线（材料）的焊割机和焊丝、焊条的数量、质量和品位及其自动化生产水平，也将有限大提高。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求，焊接设备与制造业将以市场为目标，进行传统、通用产品改造、产品结构的调整、质量认证和规范管理，取代进口，争取出口。

1.焊接自动化技术的现状与展望

随着数字化技术日益成熟，代表处动地接技术的数字焊机、数字化控制技术业已稳步进入市场。三峡工程、西气东输工程、航天工程、船舶工程等国家大型基础工程，有效地促进了先进焊接特别是焊接自动化技术的发展与进步。汽车及零部件的制造对焊接的自动化程度要求日新月异。我国焊接产业逐步走向“高效、自动化、智能化”。目前我国的焊接自动化率还不足30%，同发达工业国家的80%差距甚远。从20世纪未国家逐渐在各个行业推广自动焊的基础焊接方式――气体保护焊，来取代传统的手工电弧焊，现已初见成效。可以预计在未来的10年，国内自动化焊接技术将以前所未有的速度发展。

2.高效、自动化焊接技术的现状

20世纪90年代，我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标，已经在职各行业的科技发展中付诸实施，在发展焊接生产自动化，研究和开发焊接生产线及柔性制造技术，发展应用计算机辅助设计与制造；药芯焊丝由现在的2%增长到20%；埋弧焊焊材也将在10%的水平上继续增长。其中药芯焊丝的增长幅度明显加大，在未来20年内会超过实芯焊丝，最终将成为焊接中心的主导产品。高效、节能并能够自动调节焊接参数的智能型逆变焊机将逐取代手弧焊和普通晶闸管焊机，而且焊机的操作趋向于简单化、智能化，以符合当今淡化操作技能的趋势。

在汽车上、造船、工程机械和航空等领域，适用于不同场合的智能化焊接机器人较为广泛的应用，大幅度提高了焊接质量和生产效率。

可喜的是我国很多待业部门和大型个业已经意识到这些问题，船舶工业已经率先提出，到2005年，船厂的高效率焊接要达到80%以上，其中二氧化焊接自动化的发展相对来说较好，国内的焊接厂商先后为一汽、东风、长丰、徐工、成都神钢、美的、格兰仕等多家著名的汽车生产厂、家电生产企业研究制了几十台（套）自动化焊接专机线，整个生产过程由PLC可编程控制器作为中心控制环节，大量采用非接触传达室感器件和光电编码控制环节。该生产线通过焊接工位机械实现了自动化操控，运行规范、可靠，在保证产品质量的基础上，极大地提高了生产效率，减少生产人员达80%以上。该生产线被日本专家评价为后桥壳生产亚洲自动化程度最高生产线之一。推进焊接自动化进程，学习、吸收、借鉴、提高是十分重要的环节，应加强现有世艺的学习和提高。由于现有工艺多为手工操作，有其局限性，往往就可以实现一定的突破。

国外如欧美、日本等发达国家早在20世纪80年代便在石油，化工、造船、建筑、电力、汽车、机械等行业采用数字控制的小车式自动气保焊机，代替人工进行焊接生产。近年来，国内几家企业开发了几种类似的自动焊接小车，但在结构和功能上均属低端产品，在数字控制、焊接参数预置和专家系统自动调用等方面均为空白。在吸收和借鉴国外先进、成熟基础之上，代表自主知识产权的第一代数控小车式自动焊在国内问世。该焊具有携带方便、安装简单、操作灵活、智能化程度高等特点，通过微机控制的多种焊接模式和专家程序，可在不同焊接位置满足多种焊接工艺要求焊缝的焊接。数字化控制小车自动焊机的研制和市场推广，找到了一个切入点，对推动焊接行业在专用自动焊接设备的发展，具有里程碑的重大意义。

3.焊接自动化技术的展望

电子技术、计算机微电子住处和自动化技术的发展，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进了焊接自动化技术革命性的发展。

（1）焊接过程控制系统的智能化是焊接自动化的核心问题之一，也是我们未来开展研究的重要方向。我们应开展最佳控制方法方面的研究，包括线性和各种非线性控制。最具代表性的是焊接过程的模糊控制、神经网络控制，以及专家系统的研究。

（2）焊接柔性化技术也是我们着力研究的内容。在未来的研究中，我们将各种光、机、电技术与焊接技术有机结合，以实现焊接的精确化和柔性化。用微电子技术改造传统焊接工艺装备，是提高焊接自动化水平淡的根本途径。将数控技术配以各类焊接机械设备，以提高其柔性化水平，是我们当前的一个研究方向；另外，焊接机器人与专家系统的结合，实现自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深等功能，是我们近期研究的重点。

（3）焊接控制系统的集成是人与技术的集成和焊接技术与信息技术的集成。集成系统中信息流和物质流是其重要的组成部分，促进其有机地结合，可大大降低信息量和实时控制的要求。注意发挥人在控制和临机处理的响应和判断能力，建立人机圣诞的友好界面，使人和自动系统和谐统一，是集成系统的不可低估的因素。

（4）提高焊接电源的可靠性、质量稳定性和控制，以及优良的动感性，也是我们着重研究的课题。开发研制具有调节电弧运动、送丝和焊枪姿态，能探测焊缝坡开头、温度场、熔池状态、熔透情况，适时提供焊接规范参数的高性能焊机，并应积极开发焊接过程的计算机模拟技术。使焊接技术由“技艺”向“科学”演变辊实现焊接自动化的一个重要方面。本世纪头十年，将是焊接行业飞速发展的有利时期。我们广大焊接工作者任重而道远，务必树立知难而上的决心。抓住机遇，为我国焊接自动化水平的提高而努力奋斗。

参考文献：

自动化焊接技术论文篇（2）

目前，国内的许多技术学校的焊接教学模式基本上是遵从先理论、后实践的传统教学模式，学生的大部分在校时间都花费在理论的学习上，教学过程中的理论知识和实践也不能很好地衔接起来，教学方法比较乏味，不能引起学生的学习兴趣，而且也不能培养出具备卓越的操作能力学生，致使教学效果不理想。笔者认为，技术学校应当根据学生学习理论知识主动性不强、喜欢动手的特点，积极探索出新的教学模式和教学手段，结合学生的学习能力和焊接教学培训目标不断提高焊接教学质量。根据本人多年在焊接技术学校的教学经验，现在就来谈谈对焊接教学各个方面的几点看法。

一、明确教学培养目标。技术学校的学生一般都是学习成绩较差，接受知识能力较弱，他们大多是考不上高中或大学的学生，他们有一个共同点就是不喜欢在教室里听教师讲理论知识，很多学生上技校就是为了学实用的技术，赶紧到社会上工作，因此，这些学生往往不注重学习理论知识的学习和学习过程，只注重学习的结果。因此，作为焊接教师，我们要让学生充分明确每堂课的教学目标，使学生在学习是能够心中有数，进而积极认真地学习理论知识。在焊接课堂进行前，教师要设定好教学目标，并在课堂上循序渐进地引导学生进行学习，这样就会潜移默化地影响学生的学习态度。我认为我们可以从以下几个方面来检测自己的教学目标是否明确：1、教学任务是否可以测量；2、是否可以顺畅地复述教学任务；3、采用的教学手段、教学进度是否与教学目标一致。

一、革新教学理念，加强建设焊接专业师资力量。如今科学技术日新月异，技术学校要不断革新教学理念，不断提高焊接技术，跟上时展水平。作为焊接教师，我们要加强自身的职业素养和道德素养，定期参加焊接培训活动，不断地给自己充电，学习最新的焊接理论知识和操作技能，只有教师的业务水平跟上时代的发展，学生才能够学习到最新的焊接知识和焊接技术。

二、加强焊接培训教学活动，积极进行课程改革。培训学校要加强对学生的实训活动，学思想，在焊接教学上形成以专业基础课为理论基础，专业指导课和实践课相结合的教学模式，这样不仅让学生能够充分地掌握专业理论基础知识，以便指导焊接实践课程的进行，同时，用实践课程来更加深刻地理解和实践理论知识，只有通过实践和理论的相互促进和相互指导，才能够将焊接技术学得更扎实。在加强焊接培训教学活动时，学校和专业教师要制定好教学目标、行动计划和实践措施，通过在教学上的调研和分析，以实训课为核心来展开课程改革。对外语、数学、化学、语文等课程进行合理地压缩和科学地安排，对学生自己感兴趣的科目选择尊重“个性差异”原则进行，对于焊接专业课程进行优化和整理，把与焊接有直接联系的知识进行整编，把专业基础课、专业理论课和实践课进行融合，把焊接课程进行课题式和模块式配置，从而使焊接课程实践得更具针对性、科学性和趣味性，从而提高教学质量。

三、进行模块化教学，把理论融入实践。要不断对焊接专业课程的改革，将新的教学理念融入到教学活动中，探索新的教学模式。对焊接课程进行焊接理论学习 ——焊接实训——体化教学模式配置，将理论知识指导实训课程，把理论和实践紧密地联系起来；根据理论为实践技能提供服务，设计以埋弧焊、二氧化碳焊、焊条电弧焊等焊接方法为主的教学模式，将焊接应力、焊接工艺、焊接设备等理论融入到这些模块里，再根据立焊、横焊、仰焊等焊接位置来设计一块块小的教学模式。同时，把焊接操作、焊接过程教学视频、焊接操作演戏等方面巧妙地融入到这些教学模块。学校和教师在科学地设计教学模式时，也要让学生对所学的知识内容有一个充分的了解，只有这样，才能激发学生的学习积极性，增强学生动手能力。

四、进行趣味性教学，激发学生的学习积极性。教师要在课前进行备课、教学设计、教学进度安排等课前准备活动。教学设计要具趣味性和生动性，讲课时要根据教学内容利用风趣、幽默的教学语言进行教学活动，对于难以记忆的理论知识，教师要利用顺口溜、口诀等便于学生记忆的教学方式帮助学生记忆重难点知识，在课堂上进行的提问、解答、反问、讲题等都可以通过幽默、趣味的教学语言来进行，同时，可以进行通过些小游戏、谜语等活动来启发学生的学习思维，让学生放飞思考的翅膀，进而活跃课堂教学氛围，激发学生的学习积极性。值得注意的是，语言教学的趣味性在教学活动中要发挥得当，切不可哗众取宠，影响了正常的教学活动的进行。

五、充分尊重学生的个体差异性，实施“因材施教”教学模式。作为学校和教师我们应当非常清楚地明白学生在学习上存在着能力和个性差异。用“因材施教”的教学方式对学生进行教学活动。针对学生的个体差异性，按照学生的知识水平和特色将教学内容分为若干层次和模块，采用不同的教学方式和教学进度实行差异化的教学。例如，对初级、中级、高级等不同层次水平的学生进行不同的考核要求，或设计针对性的课题教学模块，对于优秀的学生进行高的要求，水平较低的学生进行低标准要求，从而在整体上提高考核标准，使每个学生都得到不同的进步。只有“因材施教”才充分体现教学中“以人为本”的教学模式，让学生充分变现自己的个性和能力，有机会体验“成功”的喜悦，从而不断自信和自强，进而形成积极、主动的良好学习心态。

六、优化教学评价体系。改进教学评价体系，可以增加教师教学活动的积极性，改进教学质量。在这里我们可以采用学生对教师教学质量的评价、学生之间的评价、教师对学生的评价等模式，充分调动学生的学习性和评价活动，让学生参与到教学内容和教学过程中的评价活动；例如对教材中理论是否符合实训要求，理论知识能否指导实际操作；对学生是否已经很好地学习和掌握了焊缝知识进行评价。在进行评价过程中要注意以什么方式来评价，要想达到什么样的评价目的。在评价活动中，值得注意的是要从鼓励、激发学生的学习积极性和焊接教学质量为目的。在教学活动中教师对学生进行恰到好处的提问和鼓励，诱导学生积极地探索知识和解决问题。培养学生独立的学习能力和思考能力。

总之，作为技术学校，我们要加强自身业务水平，不断提高教学水平，探寻新的教学方式和手段，进而为学生更好地服务。技术学校的学生是社会上技术工作人员重大的后备力量，是我国社会主义建设的重要组成力量，只有加强培养他们的理论知识和操作技能，才能够让他们胜任技术型工作重担，从而把我国技术业务提高到一个层次水平上来，进而更好地为社会主义和谐社会建设作贡献。■

自动化焊接技术论文篇（3）

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：

1.国内外工业机器人的发展

机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段，它在提升企业技术水平、稳定产品质量、提高生产效率、实现文明生产等方面具有重大作用。大工业革命曾使人沦落为机器的奴隶，而机器人的诞生和广泛推广应用又重新使人类恢复了尊严。目前机器人技术已成为世界各发达国家竞相发展的高技术，其发展水平已成为衡量一个国家技术发展程度的重要标志之一。

美国是最早出现工业机器人的国家,1954年美国的G.C.戴沃尔发表了“通用重复型机器人”的专利论文,第一次提出“工业机器人”和“示教再现”的概念。1959年美国Unimation公司推出第一台工业机器人。1967年日本从美国引进Unimate和Ver satran等类型的工业机器人以后，结合国情,面向中小企业,采取一系列鼓励使用工业机器人的措施,率先在汽车制造业的喷涂、焊接、装配等重要工序中得到应用。并以此为契机,向其它产业渗透。

在我国，人工焊接仍然占据焊接作业的主导地位，人工施焊时焊接工人经常会受到心理、生理条件变化以及周围环境的干扰。在恶劣的焊接条件下，操作工人容易疲劳，难以较长时间保持焊接工作稳定性和一致性，而焊接机器人则工作状态稳定，不会疲劳。因而，选择应用焊接机器人对产品进行焊接可以实现用稳定一致的工艺条件确保产品焊接强度和满足产品各项性能指标的要求，同时满足焊缝成型良好的产品外观质量要求。随着国外及国内对工业机器人在焊接方面的研究应用,我国也开始了焊接机器人的研究应用。在引进国外技术的基础上,中国于20世纪70年代末开始研究焊接机器人。1985年哈尔滨工业大学研制成功我国第一台HY-1型焊接机器人。1989年北京机床研究所和华南理工大学联合为天津自行车二厂研制出了焊接自行车前三脚架的TJR-G1型弧焊机器人,为“二汽”研制出用于焊接东风牌汽车系列驾驶室及车身的点焊机器人。上海交通大学研制的“上海1号”、“上海2号”示教型机器人也都具有弧焊和点焊的功能[3]。20世纪节式机器人。1999年北京机械工业自动化研究所机器人中心研制的AW-600型弧焊机器人工作站,采用PC工控机控制和PMAC可编程多轴控制系统,于1999年4月通过了国家机械工业局的鉴定。1999年7月15日,国家863计划智能机器人主题专家验收通过了由“一汽”集团、哈尔滨工业大学和沈阳自动化研究所联合开发的H-100A型点焊机器人。由此可见,我们国内的焊接机器人已开始走向实用化阶段。

2. 焊接机器人技术及现状

焊接机器人的应用，不但改善了劳动环境、减轻劳动强度、提高升产效率，更主要原因是焊接机器人工作的稳定性和焊接产品质量的一致性，这对于保证批量生产的产品焊接质量至关重要。

通常情况下，焊接机器人系统由焊接机器人、机器人焊机、变位机以及回转工作台等周边装置、焊接夹具、安全装置等组成。焊接机器人的工作对象几乎和手工焊接一样广泛，可以焊接低碳钢、不锈钢、铝材、铜材等。焊接材料的厚度可以从零点几毫米到几毫米、十几毫米、直至几十毫米。并且能够灵活调整焊枪姿态，实现对工件的最佳焊接。

随着机器人控制技术的发展和焊接机器人应用范围的扩大，尤其为适应现代产品更新换代快和多品种小批量的需要，要求焊接机器人和变位机，弧焊电源等周边设备实现柔性化集成。这有助于减少辅助时间，是提高生产效率的关键之一。例如，在球形或椭圆形工件的径向焊缝或复杂形状工件的周边的卷边接头等状态下焊接时，为了使整条焊缝在焊接时都能使焊池水平或稍微下坡状态，焊接时变位机必须不断地变换工件位置和姿态。即变位机在焊接过程中不是静止不动的，而是要做相应的协调的运动。弧焊电源和工装夹具等也要在机器人统一控制下作相应的协调运动，才能保证整个系统的高效率，高质量的工作。

3. 焊接机器人的发展及前景

随着我国国民经济的发展和工业自动化水平的不断提高，特别是加入WTO,许多生产企业为提高产品质量和生产效率，争取尽快和国际市场接轨，在市场竞争中争取主动权，对在生产中采用机器人的要求越来越强烈，对应用机器人的呼声也越来越高，为焊接机器人市场的快速增长提供了一个良好的机会。机器人的需求量在逐年增加，中国近几年机器人市场将会一个大的跨越。

种种迹象表明，今后几年中国的焊接机器人市场将是技术不断提高，市场迅速扩大，应用工程项目市场竞争激烈的局面。预计今后的几年内，国内企业对点焊、弧焊机器人的需求量将以 30% 以上的速度增长。从机器人技术发展趋势看，焊接机器人不断向智能化方向发展，机器人的感觉功能将实现多传感器信息的融合，控制系统从示教、离线编程向模糊控制发展，实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制，从而达到更高的可靠性和安全性。从应用技术市场角度分析，性能和价格以及技术服务的质量将仍然是决定用户做出正确选择的主要因素。随着国内机器人公司自主品牌的性能价格比进一步提高，短期内将可以达到与国外产品抗衡的能力。从机器人应用范围来看，焊接机器人的应用在传统制造业领域的需求持续增长同时不断向其它行业扩散。国内外众多机器人厂家激烈竞争的结果将促进我国工业制造技术自动化水平的不断提高，应用焊接机器人的企业在高技术、高质量、低成本条件下获得高速发展。

4 .焊接机器人在生产中应用的主要经验和问题

弧焊机器人在实际生产中的应用及产业化仍有如下的关键问题等待进一步研究解决:

(1)弧焊机器人系统的柔性化集成及优化，减少辅助时间，提高生产效率;

(2)新型机器人用弧焊逆变电源结构和性能的优化及电流波形控制，使熔滴实现最佳过渡，减少飞溅;

(3)弧焊过程实用传感技术，快速准确地提取弧焊过程的特征信息，实现焊缝自动跟踪;

(4)实用化的弧焊动态过程和焊接质量的实时智能控制技术;

(5)弧焊机器人工程应用和产业化中的技术成果转化。

5 .结论

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。特别是焊接机器人在高质高效的焊接生产中,发挥了极其重要的作用。我国焊接机器人技术的研究应用虽然较晚,但借鉴于国外的成熟技术,得到了迅速的发展。近年来,我国在焊缝跟踪、智能控制、信息传感、周边设备及机器人专用电源等方面进行了大量的研究与应用,取得了许多优秀的成果。随着智能机器人技术和人工智能理论的进一步发展,焊接机器人系统还有许多值得我们认真研究的问题,特别是多智能体系统、基于PC的控制器和模糊神经网络等方面将是研究的热点问题。

自动化焊接技术论文篇（4）

中图分类号：H319.1 文献标识码：A 文章编号：1672-8882（2014）08--02

随着中国的经济的崛起，汽车制造、重型装备、风电设备、容器设备、起重设备、钢结构生产等行业对焊接专业人才的需求越来越大。沿海地区大中型企业都急需熟练掌握现代焊接技术操作技能、具备工艺设计与现场实施、生产管理和质量监控能力、熟悉焊接高新技术，并能将其转化应用于现实生产的高素质技能人才。职业技术学院是向社会输送专业技术人才的主要来源，但是在职业技术学院的培养计划以及相应的培养目标中是使学生可以熟练地掌握焊接技术及自动化专业的基础理论知识，同时更注重学生的实践和动手能力，从而可以培养处适应社会的高质量的技术型人才。然而在大多数的职业技术院校中，理论教学的环节还都局限在课堂上，极少有学校将理论上的东西放进实训车间或者相应的一体化车间，这样在于生产相分离的焊接技术及自动化教学使学生不能够充分地学习到焊接过程中所需要注意的问题，这样是我们的教学效果大打折扣。

一、焊接技术及自动化目前教学存在的问题

结合我学院焊接技术及自动化专业教学现状，通过研究相应的人才培养计划、教学目标、教学模式和课程体系，发现在传统的教学中存在以下问题。

1、理论和实操脱节

在现在的焊接技术及自动化教学中，理论课教师和实训课教师相对独立，理论课老师的动手能力相对于实训教师有明显的不足，而在给学生的上课过程中只是以课本的理论教学目标作为授课的依据，缺乏理论联系实际的教学行为，过于强调一些课本上的原理性的教学内容，这些东西相对于实训车间的授课内容要相对空虚很多，职业技术学院的学生对于理论上的内容的主要用途是在以后的社会实践中应用，而不是要做科学研究应用，那么对于他们原理性的东西就很难引起其学习的兴趣，而实训老师动手能力强却理论知识欠缺，在整个教学的过程中缺乏系统性的知识，使学生在一些原理上的东西不能去理解，这样使学生学习就缺乏主观能动性去分析问题解决问题。

2、对理论学习的兴趣较低

职业技术学院学生的学习底子一般都比较薄，本身对于课堂上上课的兴趣就不是很高，特别对于一些理科类的原理，定理本身学习兴趣都不高，特别是焊接技术及自动化所要求学习的晶格，金相等抽象问题在理论教学中使学生主动去学，去理解十分困难。想要提高学生的学生效率就必须从根上解决这个问题，那就是将学生喜欢的实训课程和理论知识有机结合起来，让学生在实训中产生问题，而问题的答案可以再理论中找到，这样就提高了学生的积极性，避免理论实际相脱节。

3、自己分析问题解决问题的能力相对较弱和创性能力不足

一技术工人的分析问题的能力将会决定这个工人的技能水平，同时也是制约其创性能力的重要因素，理论教学和实训教学的相脱节大大地降低了学生自己本身分析问题的能力，实训中遇到的问题找不到答案，理论教学中由遇不到自己棘手的问题，从而制约了学院培养出人才的整体水平。

二、焊接技术及自动化教学模式改革

实训教学环节应该在职业技术学院的教学体系当中占据相当重要的一个部分，这是学生接触生产技能的直接环节，实训教学环节办的好坏，将直接影响学生在专业领域内的实际的分析问题能力，同时也会影响学生解决问题的能力，最终影响学生的整体素质；影响办学质量。那么想要把握好实训环节就必须将理论教学和实训教学有机结合，最好的办法就是教学的一体化，想实现焊接技术及自动化专业一体化的教学改革就可以从以下几个方面做起：

1、教学模式一体化改革

打破实训车间与课堂的分离模式，使实训车间与教室和二为一，充分地发挥焊接技术及自动化专业的实践教学实验室的作用，充分利用已有的焊接的设备和仪器进行教学，这样可以使理论课堂和实训基地有机结合起来。在教学方法上可以采用项目的教学法，首先制定一项实际的任务让学生去完成整个项目，在学生去完成任务的过程中将教学的理论知识融合进去，使学生可以积极去寻求答案，最后达到了教学的目的，也完成了对学生整体素质的提升。

2、专业课程体系一体化改革

专业课程体系的改革是培养人才的重要因素，这也是教学改革中的重点工作之一，焊接技术及自动化专业应该遵照，就以指导实践教学的原则来制定专业课程体系，尽量脱离传统大学的授课模式，应该讲培养的目标定义为，社会的实践能力的培养。焊接技术及自动化的专业课程体系的制定应该以可以适应一线生产的焊工为标准，，例如《焊接方法与设备》这门课在讲授过程要放在焊机的维护的实训基地完成，这样不仅学生可以耳濡目染地看到每一个焊机的结构及其每一个部件，更能了解它们的每一个功能和作用，在这过程中可以让学生自己动手组装焊机，达到实训和教学相结合的效果。

三、 教学改革成果

通过焊接技术及自动化专业的教学实践，发现一体化教学明显提高了学生的动手能力，显著增加了学生的学习兴趣，使学生能够积极主动地完成老师布置的任务，同时值得注意的是学生开始向需要学习知识转变，平时填鸭式的学习不见了，替代的是学生渴望知识的一个学习氛围，这就为我们能够培养出高质量的技工人才提供了高速的通道，对我国的经济建设将起到很好的推动作用。

自动化焊接技术论文篇（5）

中图分类号：F407.472 文献标识码：A 文章编号：

一.引言

焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法应用，焊接技术的先进水平做为衡量一个国家工业发达程度的重要指标已逐渐为大众公认，同样焊接技术的发达程度也是衡量工业企业技术水平高低的重要标志。由于受我国相关工业的制约， 在使用焊接机械手的过程中，必须采用与西方发达国家不同的、适合我国国情的灵活的使用方式，才能保证焊接机械手在我国相关产业不配套的情况下正常使用。

二. 机车车辆工业焊接的主要用料。

目前， 在机车车辆上所采用的主要是碳素结构钢、低合金结构钢（包括耐候钢） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用铸钢或锻钢制造， 其材质本身有较好的焊接性能，但因构件结构复杂， 在焊接过程中有些需要采用适当的辅助工艺手段。铝合金型材由于其质量轻， 能减轻运输设备的自重，在客车及一些特种车辆的制造中应用范围逐渐扩大。铝合金、不锈钢及各种复合材料随着先进焊接技术的运用，将在机车车辆工业生产中发挥更大的作用。

三.铁路工业涉及的焊接方法。

焊条电弧焊。

焊条电弧焊曾广泛应用于机车车辆工厂的制造与修理部门。随着二氧化碳气体保护焊、混合气体保护焊、埋弧焊、焊接机械手等新技术、新工艺的推广， 焊条电弧焊在铁路机车车辆工厂的使用逐年下降， 其焊缝长度比例在机车车辆制造业目前大约仅占5%左右。在机车车辆修理业用得还比较多，其焊缝总长度大约占30%-50%左右。此比例还将逐年下降， 集中检修的配件多采用了二氧化碳气体保护焊与埋弧焊等焊接方法。如对铁路货车上、下心盘检修，采用二氧化碳气体保护焊技术进行堆焊、车钩钩舌的检修采用埋弧焊技术堆焊。各工厂对检修机车车辆中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳气体保护焊技术。

二氧化碳气体保护焊接技术的应用。

二氧化碳气体保护焊与富氩混合气体保护焊焊接电流大，相应电流密度大，电弧热量利用率较高， 熔敷速度比焊条电弧焊快，焊接时熔深大，可以减小坡口， 减少填充金属；焊接速度是焊条电弧焊的1-2倍；节能，其耗电量仅是交流焊条电弧焊的1/2左右；工作辅助时间少，特别是在富氩混合气体保护焊中几乎不必清渣， 节省了时间， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，适合全位置焊接。二氧化碳气体保护焊技术广泛应用于机车车辆各种大型构件的连接焊缝及工件的堆焊等方面。特别是“七五”、“八五” 以来，二氧化碳气体保护焊技术已在机车车辆工业系统普遍采用。1996年5月27日，铁道部了TB/T1582-1995《机车车辆二氧化碳气体保护焊技术条件》， 使我国铁路二氧化碳气体保护焊技术逐步实现与国际接轨。现在，在机车车辆制造中， 一些重要焊缝如在车辆制造中的中、枕、横梁焊接都采用了二氧化碳气体保护焊工艺，南方汇通股份有限公司在.C64T提速货车的制造中，用二氧化碳气体保护焊焊接枕、横梁及车体底架各连接焊缝， 焊接质量与生产效率明显提高。南方汇通股份有限公司在ZD240型铸锭车制造中，全面使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达98%以上，北京二七车辆厂在NX等型平车上使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达90%以上。

埋弧焊技术的应用。

由于埋弧焊焊接电流大， 相应电流密度大（是同直径焊条电弧焊的3-5倍)倍），同时有焊剂和熔渣的隔热作用， 电弧热量利用率较高， 焊接时熔深大， 可减小坡口与填充金属量；焊接速度是焊条电弧焊的5-6倍，焊接时焊接参数自动调节保持稳定，又有焊剂的保护，焊接质量稳定可靠，无弧光照射、劳动条件较好。在机车车辆的制造与修理工作中， 埋弧焊技术广泛应用于各种大型构件主要焊缝的焊接及工件的堆焊。如南方汇通股份有限公司应用埋弧焊技术， 焊接新造C64T、C64K等铁路提速货车的中梁，堆焊铁路货车磨耗的轮缘等部件。

电阻焊技术的应用。

电阻焊技术主要在客车工厂使用， 原来主要用于薄板及小配件的连接，随着城际快速列车的发展， 在要求车体自重特别轻的城际快速列车上得到较好的应用。长春客车厂在为重庆市生产的城际快速列车上，使用从英国引进的350KV，10万A的电阻焊设备，进行铝合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城际快速列车上， 使用从英国、韩国引进的侧架、底架、车顶等12套专用大型龙门点焊机械手,进行不锈钢车体各部件的焊接。

焊接机械手、焊接工作站的应用。

铁路实施“客运提速，货运重载”，要求铁路机、客、货车具有更好的结构强度， 有更轻的质量， 毫无疑问地给铁路机车车辆焊接技术的新发展带来了机遇。从1992年株洲电力机车厂引进焊接机器人工作站后， 长春、四方、浦镇等客车厂，齐齐哈尔、武昌、二七等货车车辆厂也先后从德国、奥地利、日本、法国、美国等发达国家引进了焊接机器人工作站、焊接机械手等先进设备， 并在引进消化吸收的基础上，与国内有关部门合作， 自行开发了机器人焊接程序及适应我国铁路机车车辆焊接技术需要的机械手、工作站等设备， 逐步缩小了与发达国家的差距。

6. 新型结构材料在铁路机车车辆上应用。

随着铁路“ 提速重载” 与跨越式发展战略的实施， 原有的碳素结构钢已远远不能满足铁路机车车辆工业的使用要求。目前国内已开始生产微合金控轧钢， 其钢种具有良好的焊接性能； 正在研制的超细晶粒钢， 其强度和使用寿命将比现有结构钢提高一倍， 其钢种特点是超细晶粒、超洁净度、高均匀性， 性价比更加合理。同时， 各种不锈钢、铝合金、中低合金钢等耐蚀材料的应用也将成为主流。这些高性能钢种的应用， 必将进一步推动铁路机车车辆焊接技术的发展。

四.铁路机车车辆工业焊接技术发展前景。

铁路机车车辆工业焊接技术发展前景焊接生产过程的机械化和自动化是工业现代化的必由之路。世界工业发达国家焊接机械化和自动化的程度都已达到60%以上，西欧和美国已达到70%以上，而日本已经达到80%以上。我国各工业部门焊接生产的机械化和自动化程度还相对较低，平均30%左右，而且大部分仅是自动化程度较低的机械焊机。我国大型骨干企业机械化和自动化程度已达到60%-65%。如汽车制造业，已经普遍采用了弧焊机器人、点焊机器人和机器人自动焊接生产线； 我国船舶制造企业焊接机械化和自动化程度已达61%左右。伴随铁路“客运提速， 货运重载”， “九五”以来，铁路部门焊接技术的机械化和自动化程度虽然有了较大的提高， 但与我国汽车制造企业、船舶制造企业、军工企业等工业系统相比，还存在较大的差距。

五．结束语

随着提高质量和效率的焊接机械化和自动化水平的不断提高，焊接机械手、机器人工作站等的推广应用， 焊接工艺及焊接装备的现代化， 必将推进我国铁路机车车辆制造业的现代化进程，也必将提升我国铁路机车车辆工厂与国际铁路供应商竞争的实力。对于新的应用钢种和工艺方法， 必须要有相匹配的焊接材料，从发展趋势看， 药芯焊丝、烧结焊剂、低飞溅气体保护焊实芯焊丝、高强钢用焊材、低温钢用焊材、耐热钢用焊材、不锈钢用焊材等高技术含量产品是铁路机车车辆用焊接材料的主要方向。

参考文献：

[1] 王振民 换热器管板的全位置自动化焊接工艺 [期刊论文] 《华南理工大学学报》2010年5期

自动化焊接技术论文篇（6）

焊接是制造业重要的加工工艺，是一种精确、可靠并采用高科技连接材料的方法。目前还没有其他方法能够比焊接更为广泛地应用于金属连接，并能对所焊产品增加更多的附加值。因此，技工院校培养大批不同层次、适应现代焊接生产发展和技术要求的高素质新型的焊接专业技术人才是职业教育的一个重要任务。

但是，由于技工院校开办焊接专业所需耗材较多，经济性较差，因此许多技工院校望而生畏，加上配置焊接设备有限，焊接工位少、学生多、环境差、工种苦，学生学习易消极、散漫，学习积极性不高。针对目前现状，为了完成摆在职业教育面前的重要任务，我们利用学校有限资源，适应教育教学改革，培养综合素质高、有敬业精神、技能高超的技术工人，采用焊接仿真模拟教学模式是行之有效的教学方法之一。

一、什么是焊接模拟仿真教学

模拟仿真教学是指使用虚拟焊接培训系统、焊接过程数值模拟与专家系统、计算机虚拟技术，利用场地、环境的布置，模仿出真实工作程序、工作环境、技术指标、动作要求，进行教育教学训练和考核鉴定。它可以使焊接加工技术逐步从“技艺”走向“科学”。它可以通过计算机对焊接过程中的各种现象进行数值模拟，进而进行定量分析，指导学生焊接实际训练。该系统具备完善的网络功能及管理功能，教师可以通过自己的计算机（联网）了解学生的训练情况，帮助学生分析训练过程，便于对学生进行操作指导及布置适合于学生特点的训练内容。

焊接是一项对技术过程要求很高的工作，一些重要焊接结构、压力容器等一旦出现焊接缺陷，就有可能酿成巨大危害。因此，技工院校焊接培训老师，需要有扎实的操作手法，严格规范的动作及对焊工操作水平的评定。笔者所在学校焊接专业模拟仿真系统的应用，不仅在本地区开创了先河，适应了教学改革的要求，而且取得了良好的效果。

二、采用焊接模拟仿真系统的教学效果

1.减少耗材，节省大量成本及培训时间

技工院校培养焊接操作人员，减少成本节约耗材是非常重要的。据不完全统计，一个优秀的焊工，培训4个月，要消耗将近成吨的耗材，再加上消耗的电能、保护气体，可想而知，成本是非常大的。如果我们先用焊接模拟仿真系统，让学生在焊接初始阶段就掌握这个复杂的操作过程，后期再进行实际操作或下厂顶岗实习，培训成本将下降40%，培训时间将节省一半。事实证明，学校应用焊接模拟仿真系统，加上再对教学方法的优化创新，这个统计数值将还会提高。

2.增强培训管理效果，科学安排培训计划

技工院校老师可根据培训计划合理安排学生进行训练，也可以根据学生的实际情况，进行个性化的训练，并根据训练的监控及分析结果随时进行修改或调整，学生也可以根据自己的实际情况进行自主训练或专项训练。

3.可远程监控和控制指导

焊接技能的要点操作，需要大量的规范动作重复训练才能达到要求。普通培训需要老师经常频繁地在学生之间来回走动，仔细观察学生的动作及焊缝状况，这样才能确定学生练习的进展情况，并且这样只能对真正的焊逢结果进行相关分析，不能进行适时控制。而采用焊接模拟仿真能对每一位学生的动作规范进行适时的控制和指导，并且任何动作所对应的工艺参数都可以被跟踪，学生和老师都可以回顾这个过程。另外我们还可以通过焊接过程中不同焊接工艺参数的变化来规范焊接动作，并通过信息库处理存档。

4.改善学习环境，营造良好学习氛围，激发学习

兴趣

机械专业的焊接工作被认为是最乏味、环境最差的工作，在焊接过程中，将产生大量的烟尘、噪声、废气等。利用焊接模拟仿真软件学习焊接，其大量的三维图形界面，切实的人机交感设备，即时可视听的交感结果，改善了学习环境，把焊接实习变成了一个有趣的焊接大课堂。另外，它还可以帮助学生分析实习情况，清楚操作过程。其软件的联网竞赛功能如同电脑游戏，为学生提供了一个轻松愉快的学习竞赛氛围。

5.焊接专业理论与技能一体同步

焊接模拟仿真遵循“从实践到理论，再从理论到实践”的认知规律，以理论与实践一体化的教学形式将教学要求、技能目标与基础理论、专业技能有机地结合，不单纯追求学科的系统性和完整性，而是根据培养目标的能力因素和岗位需求，筛选出与焊接培养直接有关并且使用频率较高的基础理论、专业理论知识内容，配合技能要点，整合成为一个有机整体，形成一个以综合能力培养为主体，突出以操作技能为主干，理论知识服从于操作技能所需，服从于生产所要求的模拟仿真系统。学生既掌握操作技能又明白相关的基础理论和焊接理论，成为知识型、技能型人才。

6.培训结果即时得到评估

在培训过程中，学生可以选择动作警示工具，这样在进行训练时，系统可以自动提示学生操作动作是否符合要求，及时地指导学生纠正自己的动作。如系统的焊接工艺参数设置不当时，在公差参数范围内将出现绿色，在极限范围内绿色不断闪动，在超出极限时将会出现红色，这样便于学生及时调整参数。最后根据焊接结果系统评定等级给出结论。通过对焊接结果的分析，学生、老师能及时了解操作过程的失误和进步，老师能进行有针对性的指导。

三、模拟仿真教学存在的误区及注意事项

模拟仿真教学是对实训教学实际操作的填补，提高了实训教学的效益，但必须指出的是，仿真模拟实训不是真正的现实对象的操作，有其不可替代的局限性。必须注意的是，采用仿真模拟实训，决不能抛开真实的实训过程，在这两者之间应注重扬长避短、交替操作，这样才能达到事半功倍的效果。

焊接实训教学不应该停留在传统的实训模式上。教师要改革教学模式、教学方法和教学手段，在实训教学中采用开放式教学模式，适当引入仿真模拟实训，节能降耗，从而降低实习成本，增强培训效果。

四、结语

在技工院校焊接专业教学中，我们应用焊接模拟仿真系统，改革课堂教学和实践教学模式，合理结合学生特点及高科技产品模拟仿真的应用，注重教师素质的提高，并且深入发展计算机模拟仿真技术，使焊接教学的模式由“理论实验生产”改变为“理论计算机模拟仿真生产”，使焊接技术教学进一步升华为更完善的、科学的重要措施，从而培养出更多的高技能人才。

自动化焊接技术论文篇（7）

目前的社会发展中，焊接技术越来越受到人们的关注与重视，已成为整个工程中值得我们关注与重视的话题。尤其是在新世纪以来，随着信息技术、自动化控制技术和管理技术的不断应用，焊接技术也得到了人们的关注与重视，成为现代化社会发展中最受人们关注和青睐的一个话题。高能束流焊接技术作为目前焊接工作中最为常见的一种新型技术措施和技术方法，在社会发展的现阶段越来越受到人们的关注与重视。

一、高能束流焊接技术概述

高能束流加工技术是目前焊接工程中最为常见的一部分，其在应用的过程中包含了各种以激光束、电子束、离子弧等人员结构为主的综合性结构材料和工作模式，也是现代化机械加工制造领域中最为常见的一种生产模式和工作体系。在现代化机械制造的工程中，高能束流焊（或高能密度焊）是指焊接功率密度比通常的氩弧焊（TIG、MIG）或CO2气体保护焊高的一类焊接方法。严格地讲，焊接能量和焊接功率密度是2个不同的概念，但二者具有相关性。习惯上，高能密度焊常被认为是高功率密度焊（功率密度大于105W/cm2），如电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。

二、我国焊接技术现状与高能束流焊接的应用领域

1、我国焊接技术现状

在目前的社会发展中，我国逐渐实现了焊接新技术发展要求。自从上个世纪八十年代起，我国工作人员就逐渐开始将信息技术应用在焊接行业之中，也促使了焊接系统化和新技术的实现。在现代化社会发展中，各种工程技术和先进理论的不断实现为新技术的发展提供了理论依据，也为工程项目的全部处理与总结提供了相关的理论依据和技术支持平台。尤其是在近年来，随着计算机应用技术的日益普及和广泛，其为焊接工艺、焊接跟踪和焊接技术方面提出了全面系统的检测标准和基础平台，也为现代化社会的发展提供了良好的历史依据和理论平台，成为现代化社会发展中一项不可缺少的部分，更是目前国际水平和国家评奖制度的核心环节。

就目前现代化社会发展而言，国内自上个世纪八十年代就开始选用了焊接热弹塑性理论的研究，尤其是在新世纪以来，随着各种新技术、新概念和新理论的出现，使得我们在工作的过程中从多个方面都实现了研究要求和基础动力模式，就目前的管理和完善处置提出了系统而又全面的工作标准，也促使了计算机和新技术在焊接行业的应用成为可能。

2、当前高能束流焊接技术应用领域

当前高能束流焊接被关注的主要领域是：

⑴高能束流设备的大型化—功率大型化及可加工零件（乃至零件集成）的大型化。⑵新型设备的研制，诸如，脉冲工作方式以及短波长激光器等。⑶设备的智能化以及加工的柔性化。⑷束流品质的提高及诊断。⑸束流、工件、工艺介质相互作用机制的研究。（6）新材料的焊接

三、关于电子束焊接和等离子弧焊接的最新进展

国外电子束焊接发展可归结为：超高能密度装置研制、设备智能化柔性化、电子束流特性诊断、束流与物质作用机制研究以及非真空电子束焊设备及工艺的研究等。

在日本，加速电压600kV、功率300kW的超高压电子束焊机已问世，一次可焊200mm的不锈钢，深宽比达70∶1。

日、俄、德开展了双枪及填丝电子束焊技术的研究。在对大厚度板第一次焊接的基础上，通过第二次填丝来弥补顶部下凹或咬边缺陷；日本采用双抢实现了薄板的超高速焊接，反面无飞溅，成形良好。

四、我国高能束流焊接现状

在国内，高能束流焊接越来越引起更多相关人士诸如焊接、物理、激光、材料、机床、计算机等工作者的关注。国内在设备水平上，与国外有一定差距，但在工艺研究上，水平则较为接近，甚至在某些方面还有自己的特色。

1、激光焊接

在设备生产与研究上，主要有华工的气体激光加工国家工程中心、电子部11所的固体激光加工国家工程中心、中国大恒激光工程公司、上海团结百超数控激光设备有限公司等，主要生产千瓦级的CO2激光设备和1千瓦以下的固体YAG激光设备。

国内对激光焊接研究主要集中在激光焊接等离子体形成机理、特性分析、检测、控制、深熔激光焊接模拟、激光—电弧复合热源的应用、激光堆焊、超级钢焊接、水下激光焊接、宽板激光拼焊（Tailored Blank Laser Welding）、填丝激光焊、铝合金激光焊、激光切割质量控制等。从事激光焊接研究比较多的主要有华中理工大学、国家产学研激光技术中心、清华大学、哈尔滨焊接研究所、北京航空工艺研究所、哈尔滨工业大学、西北工业大学等。

2、电子束焊接

我国自行研制电子束焊机始于60年代，至今已研制生产出不同类型和功能的电子束焊机上百台，并形成了一支研制生产的技术队伍，能为国内市场提供小功率的电子束焊机。

近年来，出现了关键部件（电子枪，高压电源等）引进、其它部件国内配套的引进方式，这种方式的优点是：设备既保持了较高的技术水平，又能大大降低成本，同时还能对用户提供较完善的售后服务。北京航空工艺研究所以此方式为某航空厂实施设备的总体设计和总成，实现了某重要构件的真空电子束焊接；桂林电器科学研究所也通过这种方式开发了HDG（Z）-6型双金属带材高压电子束连续自动焊接生产线，该机加速电压120kV、束流0～50mA、电子束功率6kW，带材运行速度0～15m/min，从而使我国挤身于世界上能生产这种生产线的几个国家之一。北京中科电气高技术公司近期为上海通用汽车公司研制成功自动变速车液力扭变器涡轮组件电子束焊机，70s内可完成两条端面圆焊缝的焊接，并已投入商业化生产。

目前，以科学院电工所的EBW系列为代表的汽车齿轮专用电子束焊机占据了国内汽车齿轮电子束焊接的主要市场份额；我国的中小功率电子束焊机已接近或赶上国外同类产品的先进水平，而价格仅为国外同类产品的1/4左右，有明显的性能价格比优势。

自动化焊接技术论文篇（8）

中图分类号：TP242 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）06-05-03

Research on the key technologies of soldering robot with full graphics teaching system

Chen Yunzhi， Ge Haijiang

（Hangzhou Vocational & Technical College， Hangzhou， Zhejiang 310018， China）

Abstract： A soldering robot with graphics teaching system is studied in this paper， the multi-axis linkage motion control technology， the soldering tip trajectory control algorithm and path optimization design， the development of integrated hardware and software platform for soldering robot control， the development of interactive programmable temperature control system and the embedded full graphics teaching system， and the other key technologies of the system are studied with a detailed and sufficient discussion. It provides the theoretical and practical basis for the successful application of soldering robot.

Key words： full graphics teaching system； soldering robot； multi-axis linkage motion control； soldering tip trajectory control； programmable temperature control

0 引言

国际劳工组织和美国电子工业健康安全小组对加尼福尼亚著名的“硅谷”的调查材料表明， 在电子工业中，有70%厂家的工人，正受到焊锡、助焊剂蒸汽以及各种化学剂的危害。焊工们每天皮肤直接接触含铅的焊锡材料，吸入大量的助焊剂蒸汽。这些蒸汽中含有锡、铅、锢、砷、银、锌等金属，吸入后会引起贫血、消化不良等症状，使心、肺及生殖器官受损；松香和焊油蒸汽会损害人的皮肤等系统；同时在生产流水线上的紧张、单调、重复动作，还会影响人的精神和心理健康。据调查，受到电子行业职业性危害因素影响的工人中，视力受损者达56%；接触化学剂的工人中也约有50%的人患有视力疲劳、头痛、头昏、皮肤过敏等症状[1]。目前国内大部分企业仍采用有铅锡丝进行焊锡，一线作业人员通过对有铅锡材的直接接触、焊锡过程中产生的烟尘等有毒有害物质，将对一线作业人员的身体健康造成很大损害。根据研究表明，在我国工业生产铅接触的行业中（铅冶炼、蓄电池、油漆、焊锡、印刷等），电子行业的手工焊锡工人手部铅污染最为严重，甚至还出现焊锡作业工人亚急性铅中毒的案例。

随着社会的发展，传统的手工焊接已无法满足现代工业对焊接质量、工作效率的要求，科学的进步为自动焊锡机的产生与应用提供了技术基础。本文研究的全图形示教系统的焊锡机器人关键技术，将为焊锡机器人的自动化设备研制提供一定的理论和实践基础。焊锡机器人的成功应用将有效避免人为因素的干扰，保证焊接产品的稳定性，提高焊接产品的质量，保证产品质量一致性；同时可以改善劳动条件，减少一线焊锡作业人员与有毒有害物质的直接接触，有效防研究、治职业病危害，降低对工人焊接技术的要求；开发的全图形操作系统，易于让一线作业人员接受，改善传统的工作方式，提高生产率。

1 全图形示教系统的整体研究设计

本文研究目的是实现焊锡机器人替代人工焊锡。研究内容主要包括多轴联动运动控制技术、焊咀运行轨迹控制算法技术与路径优化设计的焊锡机器人的控制集成一体化软硬件平台开发、交互式通讯可程控温控系统的开发和嵌入式图形示教系统的研究等。针对各个模块的研究分析，攻克技术难点，完成全图形示教系统的焊锡机器人开发，并将机器人焊接技术进行应用推广，助力企业突破瓶颈，解放一线焊锡作业人员，避免有毒有害物质对人体造成的损害。

2 焊锡机器人关键技术研究

2.1 多轴联动运动控制技术研究

将DSP应用于运动控制器中，充分利用其信息处理速度快、运算精度高和兼容性好的优势来满足控制系统的多功能性要求也成为一种必然的趋势[2]。该控制方案能够运用DSP实现复杂的算法，进行大量的数据处理，从而加快系统的响应速度，使系统具备速度快、精度高、通用性好等高性能。根据现有X、Y、Z的三个空间坐标位置外，还增加了一个可以自由旋转的运动轴，称之为R轴，能实现360?自由旋转，更进一步模仿人手的灵活性，大大提高机器人焊锡作业的灵活度，减少运动位置的局限性[3]，可以让智能焊锡机器人适应更多产品。针对多轴联动运动控制技术研究，可以实现多个焊锡工艺动作的同步完成，具体的运动控制系统如图1所示。

2.2 焊咀运行轨迹控制算法技术研究

针对不同焊接工艺要求，需要专门对机器人焊咀运行轨迹进行设计，进而将运行路径优化。一个焊接动作可以分解成赘霾煌的步骤，每个步骤可以有各自不同的位置和独特的焊锡参数，然后将几个步骤组合起来便可以完成一个焊接动作。焊锡机器人的焊接动作可以分成两大类，一类是针对一个个独立的焊接点，另一类是针对有序排列的焊盘情况相同的焊点序列。以点焊与拖焊两种焊接工艺方法为例，如图2和图3所示。

2.3 焊锡机器人的控制集成一体化软硬件平台开发

利用高速数字处理器（DSP）、智能功率驱动模块（IPM），构建整体焊锡机器人智能运动控制硬件平台[4]，指令运行速度达到10ns。在设计中充分研究数字化传感技术（速度检测、位置检测、操作指令等）、低功耗电路、人机接口通讯技术、不易挥发的存储器（EEPROM）等相关技术，保证系统的高可靠性和易用性。以示教盒为核心的上位机的主要功能为信息采集、程序控制、参数设置和交互输出等。而作为下位机的运动控制器则是控制系统的核心部分，主要功能为接收上位机发送的指令并进行分析处理，进而完成控制系统中对实时性要求较高的位置控制、插补运算和输入/输出信号控制等具体的运动控制功能和算法，并且为电机驱动器提供脉冲量和模拟量接口，同时也向上位机实时反馈系统的运行状态信息。

在嵌入式硬件平台的技术上建立软件开发平台，完成数字化高速信号采集、数字化通信、算法编程等功能的实时多任务操作的一体化软件平台[5]，系统采用模块化编程，提高系统软件的可移植性和通用性。主要的软件模块包括：①信号数字化处理，包括位置、速度、工作电流、操作指令等；②钎焊速度控制算法和参数自适应；③基于模型的位置规划和控制算法；④人机接口通信模块，根据操作操作指令实施不同模式的运动控制；⑤基于PWM组的数字化控制空间状态输出驱动算法。焊锡机机器人控制系统软件是一个复杂的多任务实时软件，为了降低软件开发的难度，应当运用正确的软件开发方法，这样才能够便捷地进行软件开发，并且使得开发出来的系统软件能够具备较高的可靠性、较好的易维护性和较强的可扩展性，提高系统的开放性。

2.4 交互式通讯可程控温控系统的开发

在焊锡作业中，焊锡温度至关重要，较小的温度波动即会影响产品的焊接效果，开发一种与运动控制平台可通讯的温度控制模块，运用创新的PID控制算法[6]，使得运动控制平台与温控模块完成交互式通讯，实时监控发热模块的状态，并能根据焊锡机器人具体工作状态进行动态的调整，从而使温度模块的功率、温度等参数得到有效调整，迅速补偿焊接过程中所掉失的温度，充分解决回温慢的难题。①在设有内部存储有每步焊接温度的预设值以及控制执行焊接操作的中央控制器；②分别与中央控制器、温度采集器和头部相连，且能将每步实际焊接温度与每步焊接温度预设值进行对比，从而实时调节每步实际焊接温度的温差调节器；③提前加热控制器，分别与中央控制器和头部相连，且当中央控制器控制头部执行焊接操作时能利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制，使焊接温度达到下一次焊接温度预设值，来实现焊锡机器人温度模块的智能调节。当要进行焊锡作业时，智能温控模块先通过温差调节器将温度采集器采集到的头部执行机构每步实际焊接温度与存储在中央控制器内的每步焊接温度预设值进行对应比较，进行实时调节实际焊接温度；然后当中央控制器控制头部执行焊接操作时，提前加热控制器利用两次焊接操作之间的间歇时间进行温度预先加热，使焊锡温度迅速达到下一步焊接动作的设定值。

2.5 嵌入式图形示教系统的研发

基于焊锡机器人项目的研发目的，通过分析工厂中应用需求分析，示教系统实现以下功能。①示教指令编辑功能；②示教任务管理功能，完成示教文件的新建、编辑、删除、备份等功能；③手动运动控制；④系统参数设定，机器人应用环境很复杂，需要更改参数，完成数据更改功能；⑤帮助和提示功能，应用嵌入式系统的友好界面，加入分析用户当前操作和辅助用户正确操作，表现界面友好功能；⑥用户权限设定，在用户登录过程中需要验证用户的身份，并且显示机器人使用者当前权限等信息。

嵌入式图形示教系统运用于控制器前端的示教控制盒，通过通讯模块进行指令传送，实现示教系统对机器人的控制，它是独立于机器人主操作系统的控制装置。通过自主研发，抛弃笨拙的文本和键盘的编程调试方式，采用大屏幕全触摸屏来实现全图形化编程方式[7]，不仅可以提高工作效率，也可以让更多一线作业人员快速掌握机器人的操作方法，改善工作方式。通过对全图形化的示教系统进行设计开发，从人性化的UI和符合工程心理学触控按键，易学易操作角度开发操作界面，并通过与运动控制系统、温度模块的通讯连接，呈现焊锡机器人的个性化功能及创新点。

3 结束语

通过对全图形示教系统的焊锡机器人中的关键技术的研究，运用DSP控制技术实现了四轴联动运动控制；采用了点焊与拖焊方式来实现焊咀运行轨迹控制算法技术与路径优化设计；通过“DSP+IPM”和模块化编程方式完成一体化软硬件平台开发的开发；使用PID控制算法，完成了交互式通讯可程控温控系统的开发；最后通过大屏幕全触摸屏方式完成了嵌入式图形示教系统的开发。通过这一系列的研究，为焊锡机器人的开发提供了丰富的理论和实践的基础。生产出来的焊锡机器人得到企业的认可。焊锡机器人相关技术指标如下：采用液晶屏触摸，直观、易操作，作业员一键操作，简易化；四轴联动机构X、Y、Z、R轴+焊锡头角度可调，定位精度0.01-0.02mm；焊锡丝送锡达到0.1mm精度；焊锡速度比人工焊机快2-3倍。

参考文献（References）：

[1] 门金龙，邹薇，孟新生等.电子行业手工焊锡工人手部污染情

况调查及对策研究[J].中国辐射卫生，2005.14（4）：310-311

[2] 张宝泉.基于DSP+FPGA的多轴运动控制器的研究[D].西安

科技大学硕士学位论文，2005.

[3] 薛龙，焦向东，蒋力培，等.特种焊接机器人研制[J].制造业自动

化，2006.28（2）：49-52

[4] 林立.基于DSP和IPM的永磁同步电动机调速控制系统[J].

电机与控制学报，2005.9（4）：401-405

[5] 王田苗.嵌入式系统设计与实例开发[M].清华大学出版社，

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[6] 李丙旺，张友照，陈文建.基于PID分段式温度控制系统[J].兵

自动化焊接技术论文篇（9）

焊接作为钢结构构件的主要连接方式之一，焊接质量的好坏将直接关系到整个工程建设的质量和安全，而焊工是整个焊接环节实施的直接或间接参与者，是控制焊接质量中的重要一环。而开办焊接这一专业的高校很少，培养的焊接专业人才面对这一庞大的、技术水平参差不齐且流动性极强的从业人员队伍，尽快建立完善的人员技术资格培训与考核体系，是目前行业亟待解决的问题。在此，本文着重讨论了船舶焊工的现状以及焊工考试培训等方面的问题。

一、船舶焊工概况

1.船舶焊工的分布及来源

[JP3]中国的大多数船厂遍布环黄渤海工业区、长江三角洲、珠江三角洲，船厂对焊工需求量较大。目前我国的船舶焊工基本上都是从农村招来的民工，他们的文化素质较低，对焊接技术了解很少，尤其是对船舶焊接工艺规程的实施是很不理想的。

2.船舶焊工所面R的职业病

不同的焊接方法都不同程度地导致环境污染，继而对焊工的身体造成伤害。常见的污染伤害有焊接过程产生的有害气体、烟尘污染、弧光辐射、电磁、噪声污染伤害。电焊工的平均受教育程度低，职业卫生知识较为薄弱，不能准确了解电焊中对人造成健康危害的职业因素，防护意识淡薄。在焊接中能记得带劳保用具并能正确使用的焊工较少，并且越是工龄长的焊工，越是抱着得过且过的心态，对劳保用具的穿戴也更为随意，这对焊接事故的发生也埋下了隐患。焊工中由于很多都是外包的临时工，焊工大都没有签订人身意外伤害等保险。

二、船舶焊工资格考试

1.船舶焊工考试所存在的问题

[JP2]船舶焊工考试包括理论考试和焊接考试，其中理论考试存在较大问题。众所周知，焊工的文化知识水平普遍较低，自身不重视理论的重要性，在参加理论考试的时候基本走个过场，舞弊行为较多，理论考试难以达到预期目的。焊工资格考试仅仅局限在板、管对接焊上，其他基础知识和基本技能没有体现出来。但是现在企业生产中简单板对接焊技术应用较少，相反焊接维修、焊接工艺技术在生产应用非常广泛。

现在的焊工资格考试主要以手工电弧焊、二氧化碳气保焊和埋弧焊为主，随着焊接技术的快速发展，焊接方法也越来越多，焊接设备也更加先进，例如搅拌摩擦焊、激光焊、机器人焊接、高温钎焊等。这些先进焊接方法和技术已经被许多船厂应用，焊考委也理应对这些先进焊接方法进行相关培训并组织考试，规范焊接行业的各项操作规范。

2.船舶焊工考试改革

（1）理论考试的改革

焊工理论考试要更加贴近实际。焊工的文化水平普遍较低，可以将先前闭卷考试的模式变为网上答题，网上考试试题全为选择题，试题从题库中随机抽取，考生可在考前登录题库进行练习。这种考试形式灵活多变，更贴近实际，有助于参加考试的焊工学习焊接知识，使其理论水平真正得到提高。

（2）新型焊接方法考试

第一，摩擦焊。常见的摩擦焊有惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊，焊接过程不消耗焊接材料，焊接时无烟尘污染。这两种焊接方法操作简单易懂，对焊工的操作技术要求不高，属于焊接操作工种，只需焊工熟练装配工件，调试参数就可进行焊接。焊后进行评定也较为简单。

第二，钎焊。钎焊变形小，接头光滑美观，适用于精密仪器的加工，如蜂窝结构件、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊设备操作简单，属于焊接操作工种，需要焊工熟练掌握操作步骤，即可参加考试。

第三，激光焊。激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊接表面所产生的热量进行焊接的高效精密焊接方法。激光焊接操作复杂，属于焊接技术工种。每次进行焊接时都需调整焊枪，更换相应的焊丝，调整工装位置，激光焊焊枪固定在焊接机器人机械臂上，因此对操作人员的要求非常高。

第四，机器人焊接。机器人焊接分两种，一种是点焊机器人，点焊机器人操作简单，属于焊接操作工种；另一种是弧焊机器人，要求操作人员熟练掌握机器人编程，操作机械手臂完成焊接，这属于焊接技术工种。考试时要求考生完成焊接程序的编写，寻找合理的焊接参数完成焊接。

船舶焊工资格考试的改革将改变焊工学习内容和考试内容相脱节的局面，显著提高焊工的理论知识和焊接水准，完善船舶焊接考试，推动船舶焊接事业的蓬勃发展。

自动化焊接技术论文篇（10）

【中图分类号】 TG443 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2013）04-141-2

焊工是机械制造中关键工种之一，焊工资格是保证焊接质量的基本条件之一。因为随着科学技术的发展，新材料、新工艺的不断涌现，对焊工要求日益提高；另外，随着手工操作逐渐被机械化、自动化取代，没有一定的理论知识也是寸步难行的，理论培训是促进焊工掌握技能， 提高技能的催化剂。

一、纠正轻理论重技能的错误观念

一个焊工实际工作能力往往是衡量一个焊工技能水平的高低，焊接理论和安全知识是一个焊工的基础和必备条件，学好焊接理论和安全知识，就是打好工作基础。在实际工作中，理论知识可以为焊工指明方向，使其少走弯路，更快掌握焊接技能。焊接安全知识可以帮助焊工避免在工作中产生事故隐患，确保安全生产，还能发现问题、分析原因、解决问题，同时也会规范焊工的操作行为。只有掌握了相关的理论知识， 才能更好地进行技能操作练习， 加深对焊接过程的理解。理论培训应该包括焊接安全、焊接材料、焊接方法、焊接参数、焊接设备、金属材料、组装工艺、焊工考试规则、焊接质量控制以及焊接相关的制度和标准等。

二、培养学生的学习兴趣

“兴趣是最好的老师”是调动学生探索知识的内在动力。所以，兴趣的培养是极为重要的一环，一定要在刚开始上《电焊工》课时培养好学生的学习兴趣。 教师应灵活运用各种教学手段来组织教学，培养学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。

（一）注重理论联系实际，激发学生的学习热情。

《电焊工》课是一门与实际密切相关的课程，为调动和激发学生学习的积极性，教师在教学过程中除了要介绍该课程的重要性外，还需结合生产和日常生活中的具体操作来讲授课程的相关知识。例如平焊、立焊的单面焊双面成形要和操作技能培训时结合起来讲解，这时就要善于总结和使用口诀：

平焊 一听二看要记清，焊接规范要适中。

口诀 短弧焊接是关键，电弧周期要缩短。

焊接速度须均匀，熔池保持椭圆形。

收弧弧坑要填满，给足铁水防缩孔。

（“一听”是指听电弧穿透声，“二看”是看熔池温度及形状变化。）

立焊 熔池尺寸要适当，熔渣铁水要分清。

口诀 熄弧铁水要给足，防止背面出缩孔。

运条动作要灵活，接头要听电弧声。

坡口两侧熔合好，防止缺陷保成形。

这样理解透彻，记忆牢固，容易掌握要领。

（二）利用多媒体教学，激发学生的学习热情。

给新毕业的大学生讲电焊工培训课。我考虑到他们都是刚毕业的大学生，但在大学学的都不是焊接专业。他们既不懂理论又不会操作，但他们接受能力强。基于这些我制作了课件和视频，使课堂效果达到图文并茂，声文并茂，使理论和实践有机的结合起来讲解，使学生愿意学，容易学，一学就会。

例如：我在讲焊接接头形式、焊缝坡口的基本形式与尺寸时，使用多媒体辅助教学。使学生一目了然，浅显易懂，对学习焊接知识产生了浓厚的兴趣。

焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头。

对接接头在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。如图1所示。

角接接头这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。

（a）I形坡口；（b）带钝边单边V形坡口

为了让学生能够进一步了解什么是焊接，焊接的分类，应用、焊接接头的种类及接头型式、各种位置的焊接、各种坡口、接头及焊缝形式及它们各自应用于什么样的焊件等，在我讲完理论授课时，我使用了视频教学。既使学生巩固了前面理论知识的学习，又使学生对所学知识有了直观的、形象的认识。

例如：我在讲手工电弧焊时使用了视频教学。引弧和运条方法、焊缝的起头、收尾及接头、各种位置的焊接技术生动形象地展现在同学的面前，尤其是焊缝的连接四种情况：即（1）后焊焊缝的起头与先焊焊缝的结尾相接，（2）后焊焊缝的起头与先焊焊缝的起头相接，（3）后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的结尾相接，（4）后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的起头相接。如果不用视频教学不易理解，但视频教学却变得浅显易懂。

自动埋弧焊、气体保护电弧焊、氩弧焊、氧-乙炔焊、气焊与气割、等离子弧切割与焊接、碳弧气刨这几种焊接方法如果不用视频教学，教师只是枯燥的讲解，学生不易理解，也很难想象出它们的焊接原理与工艺。所以，各种焊接方法，我在使用多媒体辅助教学讲完理论知识后，让同学们看视频。这样，既复习了前面理论知识的学习，又使同学们进一步学习各种焊接方法的焊接原理与工艺、焊接材料、焊接设备等。

在讲焊接电弧、手工电弧焊技术、焊条、自动埋弧焊、电渣焊、气体保护电弧焊、氩弧焊、气焊与气割、等离子弧切割与焊接、碳弧气刨等的教学中，我都采用了多媒体与视频交叉教学，收到了较高的教学效果和听课效果，使学生在短时间内，直观的学会了理论知识，又掌握了实践技能。同时，使学生对焊接产生了浓厚的学习兴趣，和求知的欲望。

当然，这种教学方法只适合于对非本专业的毕业的大学生短期培训，对于在职的焊接工人培训，对于在校的学生学习本专业知识，是不完全适合的，需要进一步的研究和完善。

参考文献：

[1]高忠民编著.实用电焊技术[M].北京：金盾出版社，2003.